Deposiciones de nitrógeno en los suelos de los bosques tropicales: Otro reto para la Mantener la biodiversidad

Mediante la sobrefertilización y otras prácticas industriales hemos ido incrementando la concentración de nitrógeno reactivo en la atmósfera, incidiendo sobre el calentamiento de la última. Tal proceso, “no parece aumentar la asimilación del carbono atmosférico”, como la ciencia presuponía. Muy por el contrario, la incorporación del nitrógeno al suelo termina por alterar la composición de las comunidades microbianas que alberga, la química del medio edáfico y la composición de los ecosistemas. Finalmente, mientras el óxido nitroso retorna a la atmósfera, las plantas asociadas a las especies de microorganismos que lo fijan, u otras especies de bacterias que lo hacen libremente, se encuentran en desventaja competitiva, pudiendo terminar por extinguirse. A  larga, cuando bajen tales deposiciones los ecosistemas afectados padecerán más dificultades con vistas a obtener esta molécula de forma bioasimilable. Como ya os narramos en otro post, tal alteración perniciosa del ciclo del nitrógeno, ha sido bien documentada en los bosques, prados y pastos bajo clima templado.  La noticia de hoy nos da cuenta que lo mismo parece estar ocurriendo en los bosques tropicales de Panamá, Brasil y el SE asiático.  Se trata de una fertilización contaminante que puede terminar por hacer desaparecer numerosas especies arbóreas tropicales fijadoras de este elemento, como las fabáceas. Y mientras tanto, nuestra sociedad industrial persiste en seguir incrementando sus concentraciones en la atmósfera. Ya sabemos sobradamente que la contaminación emitida por los países industrializados perjudica la biodiversidad a miles de kilómetros de distancia. Y así, actualmente, los suelos tropicales pueden haber triplicado las emisiones de  nitrógeno reactivo a la atmósfera, fomentando el cambio climático. ¿Otra forma de bioterrorismo industrial?

Juan José Ibáñez

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Deposición de nitrógeno en el suelo y pérdida de biodiversidad de los bosques tropicales (Panamá). Fuente ScienceDaily Credito: Alfredo Maiquez

Post Precedente sobre el tema:

Suelos Forestales, Nitrógeno Reactivo y Cambio Climático

Tropical Forests Fertilized by Nitrogen Air Pollution, Scientists Find

ScienceDaily (Nov. 3, 2011) — Scientists braved ticks and a tiger to discover how human activities have perturbed the nitrogen cycle in tropical forests. Studies at two remote Smithsonian Institution Global Earth Observatory sites in Panama and Thailand show the first evidence of long-term effects of nitrogen pollution in tropical trees.

Air pollution is fertilizing tropical forests with one of the most important nutrients for growth,” said S. Joseph Wright, staff scientist at the Smithsonian Tropical Research Institute in Panama. “We compared nitrogen in leaves from dried specimens collected in 1968 with nitrogen in samples of new leaves collected in 2007. Leaf nitrogen concentration and the proportion of heavy to light nitrogen isotopes increased in the last 40 years, just as they did in another experiment when we applied fertilizer to the forest floor.”

Nitrogen is an element created in stars under high temperatures and pressures. Under normal conditions, it is a colorless, odorless gas that does not readily react with other substances. Air consists of more than 75% nitrogen. But nitrogen also plays a big role in life as an essential component of proteins. When nitrogen gas is zapped by lightning, or absorbed by soil bacteria called “nitrogen fixers,” it is converted into other “active” forms that can be used by animals and plants. Humans fix nitrogen by the Haber process, which converts nitrogen gas into ammonia — now a principal ingredient in fertilizers. Today, nitrogen fixation by humans has approximately doubled the amount of reactive nitrogen emitted.

Nitrogen comes in two forms or isotopes: atoms that have the same number of protons but different numbers of neutrons. In the case of nitrogen, the isotopes are 14N and 15N, although only about one in 300 nitrogen atoms is the heavier form. Imagine nitrogen in the ecosystem like a bowl of popcorn. Normally the ratio of popped (light) to unpopped (heavy) kernels stays the same, but when someone starts to eat the popcorn, the lighter, popped kernels get used up first, increasing the ratio of heavy to light kernels (or 15N/14N in the case of the ecosystem). Light nitrogen is lost through nitrate leaching and as gases such as N2, and various forms of nitrous oxides or “noxides,” some of which can be important greenhouse gases. In the fertilization study in Panama, mentioned earlier, N2O emissions were tripled.

Tree rings provide a handy timeline for measuring changes in wood nitrogen content,” said Peter Hietz from the Institute of Botany at the University of Natural Resources and Life Sciences in Vienna, who faced down a tiger when sampling trees in a monsoon forest on the Thailand-Myanmar border. “We find that over the last century, there’s an increase in the heavier form of nitrogen over the lighter form, which tells us that there is more nitrogen going into this system and higher losses. We also got the same result in an earlier study of tree rings in Brazilian rainforests, so it looks like nitrogen fixed by humans now affects some of the most remote areas in the world.”

“The results have a number of important implications,” said Ben Turner, staff scientist at STRI. “The most obvious is for trees in the bean family (Fabaceae), a major group in tropical forests that fix their own nitrogen in association with soil bacteria. Increased nitrogen from outside could take away their competitive advantage and make them less common, changing the composition of tree communities.”

“There are also implications for global change models, which are beginning to include nitrogen availability as a factor affecting the response of plants to increasing atmospheric carbon dioxide concentrations,” said Turner. “Most models assume that higher nitrogen equals more plant growth, which would remove carbon from the atmosphere and offset future warming. However a challenge for the models is that there is no evidence that trees are growing faster in Panama, despite the long-term increases in nitrogen deposition and atmospheric carbon dioxide.”

Decades of atmospheric nitrogen deposition have caused major changes in the plants and soils of temperate forests in the U.S. and Europe. Whether tropical forests will face similar consequences is an important question for future research.

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Comentarios

Dr. Juan J. Ibáñez, Ud. tiene toda la razón, respecto del uso indiscriminado de N, que además de perturbar el medio edáfico y ecosistemas, también su polución como N2O en la atmósfera, pasará la cuenta a las generaciones siguientes.
El 70% del óxido nitroso emitido desde la biosfera deriva del suelo, a través de los procesos de nitrificación y denitrificación, movilizados por intensas fertilizaciones nitrogenadas en cultivos agrícolas (Rochette, 2004);las emisiones de óxido nitroso pasarán de 6 a 7 millones de toneladas anuales entre 2012 y 2022. Este enorme incremento se deberá a un mayor uso de fertilizantes a base de nitrógeno y se producirá, especialmente, en Asia, Latinoamérica y África. El N2O “tiene un potencial de calentamiento global entre 298 y 310 veces el CO2″.

Mis saludos, y lo felicito por sus artículos de interés.

Atte.
Jorge Neira Monje
Ingeniero Agrónomo. M.Sc. Biotecnología
Región de La Araucanía- C H I L E

interesante y polemico este tema mucho mas cuando apenas se esta comenzando a entender a los oxidos de nitrogeno como contaminantes, frente a esto ¿es posible mitigar las emisiones utiizando inhibidores como el agrotain entre otros? es promisorio la biotecnologia manipulando genes de brachiaria humidicola que naturalmente produce inhibidores??

Vidal, en mi modesta opinión:
Si se quieren paliarlos problemas del planeta tcando los genes de todo, estamos perdidos.
Juanjo Ibáñez

Hola Doctor: me parece de sumo interés la temática sobre suelos tropicales. Estoy interesado en hacer un estudio de suelos (Tesis para título en agroforestería).Nuestra problemáatica es que nuestros suelos son ácidos y los habitantes siguen talando los bosques para una ganadería extensiva. Podría Ud. orientarme con un tema puntual, de manera especial en el diseño experimental que es mi debilidad?
Saludos atentos

Vivo en Macas, Morona Santiago, Eccuador

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