Finalmente, nuestro estudio sobre los efectos de la sequía del 2016 en la vegetación de la Región de Aysén ha sido publicado en Functional Ecology. He aquí el resumen de ese estudio:
Fajardo, A. & Piper, F.I. (2021). How to cope with drought and not die trying: drought acclimation across tree species with contrasting niche breadth. Functional Ecology 35(9), 1903-1913.
- La ocurrencia de sequías extremas ha provocado estragos en muchas especies arbóreas que han visto sus balances de carbono (C) seriamente alterados. Aun cuando la mayoría de estudios se ha centrado en descubrir los mecanismos fisiológicos asociados a la respuesta de los árboles a la sequía en un puñado de especies, los atributos ecológicos de estas especies, como el ancho de nicho, no han sido considerados y podrían ser importantes en la determinación de la sensibilidad o resiliencia de las especies arbóreas a la sequía.
- En este estudio, determinamos la tasa de crecimiento (incremento de área basal), las reservas de C en la forma de carbohidratos no estructurales (almidón y azúcares solubles), la señal isotópica (δ13C and δ18O) y la anatomía de la madera (diámetro medio de vasos) en ocho especies arbóreas de diferente ancho de nicho, antes y después de la ocurrencia de un evento de sequía extremo en la Patagonia chilena.
- Todas las especies respondieron de igual forma a la sequía, con una respuesta que, curiosamente, no fué conservadora en el uso del agua. En relación con las mediciones hechas anteriormente a la sequía, todas las especies mantuvieron sus tasas de crecimiento y concentraciones de reservas de C, disminuyendo el δ13C, y aumentando tanto el diámetro de los vasos como la relación azúcares:almidón. A diferencia de resultados obtenidos en otros estudios, nuestros hallazgos demuestran fehacientamente una coordinación funcional de ciertos rasgos vitales asociados con una estrategia que no es conservadora en el uso del agua, y a una aclimatación inducida por la sequía basada en la conversión del almidón en azúcares solubles en todas las especies examinadas, sin importar el ancho de nicho y las preferencias de hábitat de tales especies.
- En conclusión, creemos que factores abióticos, como la sequía, pueden estar seleccionando respuestas similares entre especies arbóreas de diferentes anchos de nicho. Nuestros resultados enfatizan la necesidad de revisar las perspectivas actuales acerca de cómo responden las especies a la sequía y, especialmente, a la coordinación de rasgos vitales entre especies cuando éstas experimenten nuevos eventos de sequía. Free plain summary here.
Hay 2 publicaciones del pasado que he mandado a traducir al castellano y pueden ser de gran interés para estudiantes y público en general. Estas son:
1. De cómo la baja altura representa un activo en los árboles (Fajardo, A., McIntire, E. J. B., & Olson, M. E. (2019). When short stature is an asset in trees. Trends in Ecology and Evolution, 34(3), 195-199).
Resumen: Con su imponente grandeza, el pequeño número de especies de árboles gigantes ha granjeado una desproporcionada atención científica. Para corregir esta tendencia, en este estudio nos centramos en las especies arbóreas de baja altura, que a menudo crecen a la sombra de los árboles gigantes y también en muchos otros lugares. El hecho de que los árboles de gran envergadura tengan una distribución tan restringida demuestra que existen muchos más hábitats disponibles para los árboles pequeños. En este artículo de opinión discutimos algunos de los principales mecanismos que limitan la altura máxima de los árboles en un hábitat determinado y también ahondamos sobre la razón por la que cada hábitat tiene una diversidad de plantas de diferentes tamaños. Finalmente, proponemos que existen al menos dos factores, una alta capacidad de adaptación y una mayor resistencia a la sequía, que sugieren que, por lo tanto, los bosques del futuro estarán compuestos por árboles de baja altura. (Se puede bajar el pdf aquí: https://www.researchgate.net/profile/Alex_Fajardo/).
2. La facilitación cómo un motor omnipresente de la biodiversidad (McIntire, E. J. B., & Fajardo, A. (2014). Facilitation as a ubiquitous driver of biodiversity. New Phytologist, 201(2), 403-416).
Resumen: Los modelos que describen los factores bióticos responsables de crear y mantener la diversidad biológica se han centrado principalmente en las interacciones negativas (i.e., competencia), dejando en un lejano segundo lugar a las interacciones positivas (i.e., facilitación). En este estudio destacamos que la facilitación es un promotor omnipresente de la biodiversidad al constatar que, en principio, todas las especies utilizan recursos y, por lo tanto, al usar estos recursos cambian las condiciones bióticas o abióticas locales, alterando los nichos multidimensionales disponibles. Esto puede causar un cambio en la composición de las especies a escala local, lo que, a su vez, puede provocar un aumento de la diversidad beta y en ocasiones de la diversidad alfa. En este artículo demostramos que estos incrementos en la diversidad son ubicuos. Estos efectos positivos de la facilitación en la diversidad se producen a través de una amplia gama de diversos mecanismos directos e indirectos. En este estudio logramos identificar y unificar varios de los mecanismos de facilitación y discutimos el por qué ha sido fácil subestimar la importancia de la facilitación en ecología. Así es como también demostramos que los efectos positivos netos han sido considerados durante mucho tiempo como ecológica o evolutivamente inestables y presentamos evidencia reciente de su potencial estabilidad. La facilitación trasciende el típico caso de reducción del estrés y probablemente adquiere mayor importancia a medida que aumenta la complejidad de la comunidad. Si bien la biodiversidad es, en parte, creada por las propias especies que explotan nichos diferentes, la mayoría de los nichos están disponibles para ser explotados solo como un resultado de las especies que los han creado. (Se puede bajar el pdf aquí: https://www.researchgate.net/profile/Alex_Fajardo/).
El poder real de mitigación de los bosques
Alex Fajardo.-
Recientemente, Chile se ha comprometido en bajar en un 30% sus actuales emisiones de carbono (C) a la atmósfera de aquí al 2030. El proyecto de plantar 200.000 hectáreas de bosques va, necesariamente, acoplado a este compromiso internacional. El estado chileno, al igual que otros estados, organizaciones medioambientales, académicos y público en general, tiene la clara convicción que la plantación de nuevos bosques ayudará a mitigar los efectos negativos del cambio climático. Así, el rol de los árboles y los bosques como un agente de mitigación ha acarreado un alto interés político y científico. Esto se debe a que la madera de los árboles representa el principal reservorio biótico terrestre de secuestro de C en el largo plazo (cerca del 50%) y a que la formación de madera en los árboles consume cerca del 15% del total de las emisiones antrópicas anuales de CO2. Es por esto que muchas autoridades políticas han creído que una solución efectiva al aumento sin precedentes del CO2 atmosférico es plantar más árboles y que estos, incluso, aumentarían sus tasas de crecimiento dada las altas concentraciones de CO2 atmosférico. En este artículo, sin embargo, quiero exponer un par de puntos que relativizan el rol final que tienen actualmente los árboles y los bosques en la mitigación de los efectos negativos del cambio climático.
Primero, el aumento manifiesto de la concentración de CO2 atmosférico no significa que los árboles vayan a asimilar mayores tasas de C. Todas las plantas que conocemos, incluidos los árboles, evolucionaron en tiempos en que la
El poder real de mitigación de los bosques
Alex Fajardo.-
Recientemente, Chile se ha comprometido en bajar en un 30% sus actuales emisiones de carbono (C) a la atmósfera de aquí al 2030. El proyecto de plantar 200.000 hectáreas de bosques va, necesariamente, acoplado a este compromiso internacional. El estado chileno, al igual que otros estados, organizaciones medioambientales, académicos y público en general, tiene la clara convicción que la plantación de nuevos bosques ayudará a mitigar los efectos negativos del cambio climático. Así, el rol de los árboles y los bosques como un agente de mitigación ha acarreado un alto interés político y científico. Esto se debe a que la madera de los árboles representa el principal reservorio biótico terrestre de secuestro de C en el largo plazo (cerca del 50%) y a que la formación de madera en los árboles consume cerca del 15% del total de las emisiones antrópicas anuales de CO2. Es por esto que muchas autoridades políticas han creído que una solución efectiva al aumento sin precedentes del CO2 atmosférico es plantar más árboles y que estos, incluso, aumentarían sus tasas de crecimiento dada las altas concentraciones de CO2 atmosférico. En este artículo, sin embargo, quiero exponer un par de puntos que relativizan el rol final que tienen actualmente los árboles y los bosques en la mitigación de los efectos negativos del cambio climático.
Primero, el aumento manifiesto de la concentración de CO2 atmosférico no significa que los árboles vayan a asimilar mayores tasas de C. Todas las plantas que conocemos, incluidos los árboles, evolucionaron en tiempos en que la concentración de CO2 atmosférico fue de 180 partes por millón (ppm), muy por debajo de las 400 ppm que tenemos hoy en día. Esto quiere decir que los árboles no están limitados por C. Experimentos realizados en Suiza, donde los árboles han sido bombeados con altas concentraciones de CO2, no han crecido más que árboles que no fueron expuestos a mayores concentraciones de CO2, lo que quiere decir que un aumento en la concentración de CO2 no condujo a un aumento en las tasas de asimilación de C y mayor crecimiento. Por otro lado, las plantas fijan el CO2 atmosférico a través de la fotosíntesis y lo almacenan en sus tejidos (más de la mitad de la biomasa de una planta es C), pero para esto también necesitan de agua y nutrientes del suelo. Esto quiere decir que los árboles no van a asimilar más C si no tienen, a la vez, el agua y los nutrientes (por ejemplo, nitrógeno y fósforo) en altas concentraciones. Quizás, los nutrientes del suelo sean el verdadero factor limitante, no el C de la atmósfera, para obtener mayores tasas de crecimiento.
Bueno, y si los árboles no están limitados por C, ¿es posible que la solución sea entonces aumentar la superficie de bosques en el mundo? Sí, es posible. Pero es necesario tomar en cuenta lo siguiente: las plantaciones con especies de rápido crecimiento, como el pino (Pinus radiata) o eucalipto (Eucalyptus spp.), ayudan poco al secuestro de C. El concepto clave en esta discusión es tiempo de residencia de C; tenemos que aumentar el tiempo de residencia del C para que el C no sea nuevamente liberado a la atmósfera. No sacamos nada con tener plantaciones con especies de rápido crecimiento que son capaces de asimilar CO2 atmosférico “rápidamente” pero que son cosechadas al cabo de 20 años, en donde la mayoría de ese C asimilado vuelve a la atmósfera. El incremento de las tasas de crecimiento en los pinos y los eucaliptos tiende a disminuir rápidamente, es por esto que las plantaciones de estas especies son cosechadas, en promedio, antes de los 25 años. Entonces, la mejor opción es plantar con especies nativas longevas (por ejemplo, roble, coihue, lenga), que tengan periodos de rotación de más de 100 años. De esta forma se puede secuestrar más C y por mucho más tiempo. Nuevamente, el concepto clave aquí es mayor longevidad, no altas tasas de crecimiento.
Finalmente, lejos, lo mejor que podemos hacer hoy en día es proteger nuestros bosques nativos maduros ya que ellos son los mayores secuestradores de C que tenemos. Estos bosques representan una solución inmediata al problema de las altas concentraciones de CO2 atmosférico. Las plantaciones, incluso con especies longevas, representan una solución a futuro que, en el mejor de los casos, nuestros nietos agradecerán. Por lo tanto, la degradación de los bosques, los incendios forestales y toda disminución de superficie de bosques maduros representa un efecto doblemente negativo en nuestra búsqueda de la solución al cambio climático, por un lado, se sigue emitiendo C a la atmósfera y, por otro lado, se pierde la capacidad de asimilar C de la atmósfera (el costo de oportunidad).
Fajardo A, Martínez-Pérez C, Cervantes-Alcayde MA, & Olson, M.E. (2019) Stem length, not climate, controls vessel diameter in two tree species across a sharp precipitation gradient. New Phytologist, in press, doi:10.1111/nph.16287
En este último artículo, evaluamos si el clima (como tradicionalmente se ha pensado), o el largo del tallo, es la verdadera causa del diámetro de los vasos conductores de agua en las plantas. Para cumplir con este objetivo, nos aprovechamos de la extraordinaria flora que tenemos en la Región de Aysén; existen dos especies arbóreas, Embothrium coccineum (notro, ver foto) y Nothofagus antarctica (ñirre), que se distribuyen a lo largo de un abrupto gradiente de precipitación.
Aun cuando por siempre se ha creído que es el clima el factor que más influye en el tamaño de los vasos xilemáticos, estudios recientes han encontrado evidencia que apunta a que el largo del tallo, o la altura de las plantas, sería el factor más relacionado al diámetro de los vasos. En este estudio, encontramos que para las dos especies, los diámetros de los vasos no se diferenciaron entre sitios de régimen pluviométrico contratantes. Sí encontramos que el largo del tallo fue, por lejos, la variable responsable de la variación en diámetros de vasos.
Este estudio, en donde nos concentramos en la variación de diámetros de vasos a nivel intra-específico (de esta forma, evitamos cualquier ruido filogenético asociado a la gran variación morfológica entre especies), muestra de manera inequívoca que es el tamaño de las plantas (largo del tallo), y no el clima, el principal factor de variación en el diámetro de los vasos. Por lo tanto, en la medida en que el clima seleccione diferentes diámetros de vasos, inevitablemente también afectará la altura de las plantas.
Finalmente, este estudio fue financiado en su totalidad por fondos asociados a mi project Fondecyt anterior 1160329.