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Biomasa de las raíces en el Mundo. Producción Primaria neta. Fuente Colaje Imágenes Google

Hoy os vamos a ofrecer datos bastante interesantes, y en mi opinión también honestos, por cuanto los autores explicitan todas las limitaciones de que su análisis padece, por falta de datos. Eso sí, el contenido que reproducimos abajo lo hemos extraído de un blog que lleva por título GSBIbajo nuestros pies”. Me llama poderosamente la atención que, al margen del plagio del título de nuestra bitácora en muchos contenidos de Internet redactados en Español, también ha proliferado enormemente en su traducción el inglés, lo cual no me parece precisamente una casualidad, ya que en lengua inglesa existen otras múltiples posibilidades, como ocurre en español, para proponer otros títulos más o menos ingeniosos. Pero como no hay otro blog en materia de suelos con una audiencia superior a la nuestra en los idiomas occidentales….. Pero vallamos al grano, intentando ser concisos ya que la redacción es bastante clara.

La biomasa que se esconde bajo el suelo es enorme y se encuentra gravemente subestimada. Los expertos que han elaborado el análisis lo reconocen y aun así constatan: GSBI Blog Beneath Our Feet: “Cada año, los ecosistemas terrestres reabsorben aproximadamente el 20% del dióxido de carbono emitido a la atmósfera por las actividades humanas. Este servicio ecosistémico crucial se proporciona a través de la productividad primaria neta, que es la tasa de acumulación de materia orgánica vegetal que excede el flujo respiratorio de la planta durante un período de medición. Nuestras estimaciones indicaron que el BNPP global medio a largo plazo totalizó 24,7 ± 5,7 Pg C año-1, lo que representa el 46% de la productividad primaria neta terrestre total. El BNPP aumentó de sitios áridos a húmedos de forma no lineal  donde el aumento de BNPP por cada unidad de aumento en la precipitación disminuyó al pasar de ecosistemas áridos a húmedos. Sostengo que se trata de una subestimación por cuanto los protocolos e instrumentación utilizados por los profesionales, prácticamente nunca alcanzan una profundidad del suelo suficiente como para obtener una visión completa del mundo de las raíces. En otras palabras, posiblemente la variable aludida sobrepase el 50%. Es decir que la producción primaria neta debe ser superior en el suelo/regolito que en la parte emergida de los ecosistemas. Por lo tanto, sus implicaciones en la dinámica del sistema climático, son enormes. Los autores no pueden hacer más “en este caso concreto”. Ahora bien, no se han tenido en cuenta más que variables climáticas muy groseras. Ya os hemos hablado de este tema en otros post, empero tanto el  BNPP, como la biomasa total bajo el suelo aumentan mucho respecto a lo de la parte aérea en los sistemas áridos, como norma. Hablo de tasas, no de valores absolutos. En los biomas más áridos, las raíces necesitan explorar más suelo, en especial para obtener el agua y los nutrientes en su solución, por cuanto la primera es escasa (déficit hídrico). Pero hay más (….) en los suelos conforme la humedad disminuye, el lavado de sales resulta deficitario, elevándolos la evaporación hasta la superficie. Es decir a mayor aridez mayores posibilidades de que nos topemos con suelos salinos, un hecho que limita drásticamente la productividad de los ecosistemas, sean áridos o no. No obstante estos edafotaxa son mucho más abundantes en los biomas áridos, descendiendo su extensión respecto a otros al aumentar las precipitaciones. Generalizar por biomas con los inventarios actuales y, sobre estos temas, da lugar a resultados que deben valorarse con suma precaución. Pero dejémoslo aquí. Repito que la nota y mi pedestre traducción al español-castellano son palmariamente explicitas.

Juan José Ibáñez

Continua……….

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Belowground productivity accounts for 46% of total terrestrial C fixation, by Dr. Laureano Gherardi, School of Life Sciences, Arizona State University, USA. Read more: https://www.globalsoilbiodiversity.org/blog-beneath-our-feet/2020/9/25/belowground-productivity-accounts-for-46-of-total-terrestrial-c-fixation [From GSBI Newsletter – October 2020]

 

Belowground productivity accounts for 46% of total terrestrial C fixation

DR. LAUREANO A. GHERARDI

School of Life Sciences, Arizona State University – Tempe, USA 

At the global scale, belowground net primary productivity increases with mean annual precipitation. Individual biomes have idiosyncratic responses of belowground production to precipitation increasing or decreasing with mean annual precipitation (Gherardi and Sala, 2020).

Every year, terrestrial ecosystems reabsorb approximately 20% of the carbon dioxide emitted to the atmosphere by human activities. This crucial ecosystem service is provided through net primary productivity that is the plant organic matter accumulation rate exceeding plant respiratory efflux during a period of measurement. Plants allocate a significant fraction of total net primary production belowground, primarily to roots. Carbon entering the soil strongly affects the global carbon cycle as root growth and rhizodeposition are the main sources of soil-organic carbon. Functionally, roots are the main belowground resource acquisition organs and therefore play an important role in the uptake of water and nutrients. In addition, belowground productivity is the energy source supporting soil microbial and faunal life and a vast assemblage of key ecological processes.

Belowground net primary production (BNPP) is the fraction of total primary productivity occurring in the soil and is not quantifiable in a strict sense. Conceptually, BNPP equals the sum of the positive change in belowground biomass, the amount of biomass consumed by herbivores, the amount of biomass lost to death and the amount of rhizodeposits all during a time interval. Here, we used a combination of satellite and field observations to estimate BNPP at the global scale. This very parsimonious approach allowed us to assess the major climatic controls of BNPP among different biomes.

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Figure 2. Global F-BNPP patterns across major biomes (Gherardi and Sala, 2020).

Our estimates indicated that long-term mean global BNPP totaled 24.7 ± 5.7 Pg C yr-1 representing 46% of total terrestrial net primary productivity. BNPP increased from arid to humid sites non-linearly (Figure 2) where the increase in BNPP for each unit increase in precipitation decreased going from arid to humid ecosystems. This is evidence of a strong water limitation of BNPP in arid ecosystems that gets weaker as rainfall increases to a point where BNPP showed very small increments with further precipitation increase. At this point BNPP seems to be limited by resources other than water such as nutrients or light.

Another important variable is the fraction of total productivity allocated belowground (F-BNPP). A reliable estimation of F-BNPP allows the partitioning of modelled total productivity into aboveground and belowground components. Our study indicated that F-BNPP decreased logarithmically with increasing mean annual precipitation at the global scale ranging from ~70% in arid ecosystems to ~35% in humid ecosystems. Water limited ecosystems such as deserts, grasslands and shrublands allocate a larger fraction of fixed carbon belowground. Forest ecosystems transition from co-limitation by below- and above-ground resources due to temperature-limited nutrient mineralization in boreal and temperate forests to limitation by aboveground resources in tropical ecosystems. Lastly, croplands allocate the smallest fraction of productivity to belowground organs probably due to historical crop breeding aimed at increasing allocation to harvestable products and to grow under artificial fertilization and irrigation conditions

This work is among the first attempts to estimate global belowground productivity. Although the results are promising, there are limitations and a lot of work left to do. Spatial patterns of BNPP and their correlation with precipitation gradients provide hints about the consequences of projected changes in precipitation patterns due to ongoing climate change. However, the scarcity of long-term BNPP and F-BNPP data, particularly in forest ecosystems, limited our ability to assess responses to precipitation change in one location over time. Experimental field studies of BNPP considering its interactions with soil processes and organisms are the next key milestone. Such experiments should manipulate global change stressors whereas other drivers are kept constant in order to identify cause-effect relationships. These studies would complement the more abundant observational studies included in this work and will allow to accurately estimate the effects of global change stressors on the fate of belowground carbon fluxes and stocks.

Publication: Gherardi LA and Sala OE (2020) Global patterns and climatic controls of belowground net carbon fixation. PNAS 117(33), 20038-20043. DOI:

La productividad subterránea representa el 46% de la fijación terrestre total de C

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DR. LAUREANO A. GHERARDI

Escuela de Ciencias de la Vida, Universidad Estatal de Arizona – Tempe, EE. UU.

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A escala mundial, la productividad primaria neta subterránea aumenta con la precipitación media anual. Los biomas individuales tienen respuestas idiosincrásicas de producción subterránea a la precipitación que aumenta o disminuye con la precipitación anual media (Gherardi y Sala, 2020).

Cada año, los ecosistemas terrestres reabsorben aproximadamente el 20% del dióxido de carbono emitido a la atmósfera por las actividades humanas. Este servicio ecosistémico crucial se proporciona a través de la productividad primaria neta, que es la tasa de acumulación de materia orgánica vegetal que excede el flujo respiratorio de la planta durante un período de medición. Las plantas asignan una fracción significativa de la producción primaria neta total bajo tierra, principalmente a las raíces. El carbono que ingresa al suelo afecta fuertemente el ciclo global del carbono, ya que el crecimiento de las raíces y la rizodeposición son las principales fuentes de carbono orgánico del suelo. Funcionalmente, las raíces son los principales órganos de adquisición de recursos subterráneos y, por lo tanto, juegan un papel importante en la absorción de agua y nutrientes. Además, la productividad subterránea es la fuente de energía que sustenta la vida microbiana y faunística del suelo y un vasto conjunto de procesos ecológicos clave.

La producción primaria neta subterránea (BNPP) es la fracción de la productividad primaria total que ocurre en el suelo y no es cuantificable en un sentido estricto. Conceptualmente, BNPP es igual a la suma del cambio positivo en la biomasa subterránea, la cantidad de biomasa consumida por los herbívoros, la cantidad de biomasa perdida por la muerte y la cantidad de rizodepósitos, todo durante un intervalo de tiempo. Aquí, usamos una combinación de observaciones de campo y de satélite para estimar el BNPP a escala global. Este enfoque muy parsimonioso nos permitió evaluar los principales controles climáticos de BNPP entre diferentes biomas.

Patrones globales de F-BNPP en los principales biomas (Gherardi y Sala, 2020).

Nuestras estimaciones indicaron que el BNPP global medio a largo plazo totalizó 24,7 ± 5,7 Pg C año-1, lo que representa el 46% de la productividad primaria neta terrestre total. El BNPP aumentó de sitios áridos a húmedos de forma no lineal  donde el aumento de BNPP por cada unidad de aumento en la precipitación disminuyó al pasar de ecosistemas áridos a húmedos. Esto es evidencia de una fuerte limitación de agua de BNPP en ecosistemas áridos que se debilita a medida que aumenta la lluvia hasta un punto en el que BNPP mostró incrementos muy pequeños con un mayor aumento de precipitación. En este punto, el BNPP parece estar limitado por otros recursos además del agua, como los nutrientes o la luz.

Otra variable importante es la fracción de la productividad total asignada bajo tierra (F-BNPP). Una estimación confiable de F-BNPP permite la división de la productividad total modelada en componentes aéreos y subterráneos. Nuestro estudio indicó que el F-BNPP disminuyó logarítmicamente con el aumento de la precipitación media anual a escala global que va desde ~ 70% en ecosistemas áridos a ~ 35% en ecosistemas húmedos. Los ecosistemas limitados por el agua, como los desiertos, los pastizales y los matorrales, asignan una fracción mayor de carbono fijo subterráneo. Los ecosistemas forestales pasan de la co-limitación por recursos subterráneos y aéreos debido a la mineralización de nutrientes limitada por temperatura en los bosques templados y boreales a la limitación por recursos aéreos en ecosistemas tropicales. Por último, las tierras de cultivo asignan la fracción más pequeña de productividad a los órganos subterráneos, probablemente debido al mejoramiento histórico de cultivos destinado a aumentar la asignación a productos cosechables y crecer en condiciones de fertilización y riego artificiales.

Este trabajo es uno de los primeros intentos de estimar la productividad subterránea global. Aunque los resultados son prometedores, existen limitaciones y queda mucho trabajo por hacer. Los patrones espaciales del BNPP y su correlación con los gradientes de precipitación proporcionan pistas sobre las consecuencias de los cambios proyectados en los patrones de precipitación debido al cambio climático en curso. Sin embargo, la escasez de datos de BNPP y F-BNPP a largo plazo, especialmente en los ecosistemas forestales, limitó nuestra capacidad para evaluar las respuestas al cambio de precipitación en un lugar a lo largo del tiempo. Los estudios de campo experimentales del BNPP considerando sus interacciones con los procesos y organismos del suelo son el próximo hito clave. Tales experimentos deberían manipular los factores de estrés del cambio global, mientras que otros factores se mantienen constantes para identificar las relaciones causa-efecto. Estos estudios complementarían los estudios observacionales más abundantes incluidos en este trabajo y permitirán estimar con precisión los efectos de los factores de estrés del cambio global sobre el destino de los flujos y reservas de carbono subterráneos.

 

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