Investigadores de España, Portugal y
Estados Unidos han determinado que los efectos de cambio climático sobre el
funcionamiento de los microorganismos del suelo están modulados por la
deposición atmosférica de nitrógeno. De este modo, dependiendo de cuanta
contaminación atmosférica de nitrógeno haya en una zona, la respuesta del
sistema a los cambios esperados en las precipitaciones como consecuencia del
cambio climático será diferente.
En el trabajo han colaborado Lourdes Morillas, Javier Roales y Antonio
Gallardo, de la
Universidad Pablo de Olavide (España); Jorge Durán, del
Centro de Ecología Funcional de la Universidad de Coimbra (Portugal); Alexandra
Rodríguez del Museo Nacional de Ciencias Naturales/CSIC (España), y Peter M.
Groffman y Gary M. Lovett, del Cary Institute of Ecosystem Studies (Estados
Unidos).
Como explica uno de los investigadores del equipo, Jorge Durán, uno de los
aspectos más críticos del cambio climático es la intensificación del ciclo
hidrológico en muchas zonas del planeta, es decir, un aumento de las sequías
junto con tormentas más frecuentes e intensas. Esta intensificación afecta a la
humedad del suelo, uno de los factores más importantes que controlan los
procesos bioquímicos, con un aumento en la frecuencia de los ciclos de secado y
rehumedecido.
Otro componente del cambio global es el alto nivel de deposición atmosférica de
nitrógeno debido principalmente al uso de combustibles fósiles y la
agricultura. Según Alexandra Rodríguez, el exceso de deposición de nitrógeno
puede tener serias consecuencias en los ecosistemas, como por ejemplo
desbalances de los nutrientes, la acidificación del agua y del suelo, la
eutrofización (una excesiva concentración de nutrientes) de ecosistemas, los
aumentos en las emisiones de N2O y cambios en la capacidad de almacenamiento de
carbono en los suelos.
Por otro lado,
indica Lourdes Morillas, es importante tener en cuenta a los microbios como
mediadores de los ciclos biogeoquímicos. “Los cambios rápidos en la humedad del
suelo son estresantes para los microbios, ya que deben invertir una gran
cantidad de energía y recursos para responder a ellos. Por ello, es esperable
que la capacidad de los microorganismos del suelo de responder a cambios en los
patrones de lluvia varíe con el estado nutricional del suelo”.
A pesar de su
importancia, pocos estudios han examinado las interacciones entre la deposición
de nitrógeno y los cambios en el patrón de precipitaciones, y existe una gran
incertidumbre sobre cómo el aumento de nitrógeno modulará la capacidad del
suelo de resistir al cambio climático. El trabajo llevado a cabo por este
equipo de científicos trata de contribuir a paliar este vacío.
Experimento de
adición de nitrógeno y cambios de humedad
En 1996, los
investigadores del Cary Institute of Ecosystem Studies seleccionaron seis
parcelas y una de cada par fue tratada regularmente con nitrógeno, en una
experiencia que se ha prolongado durante 15 años. En mayo de 2012, junto con
los investigadores de España y Portugal, se recolectaron muestras de estos
suelos y se sometieron a cuatro tratamientos de secado y rehumedecido. En uno
de ellos el suelo se mantuvo a humedad constante y, en los otros tres, los
suelos se sometieron a uno, dos y cuatro eventos de secado y rehumedecido.
El equipo realizó
antes, durante y después de la incubación una serie de técnicas de laboratorio
para valorar el estado nutricional y funcional del suelo. Por ejemplo, se
estimó la cantidad y diversidad de microorganismos, las tasas de mineralización
de nitrógeno o la respiración microbiana.
El aumento en
la deposición de nitrógeno atenuaría el impacto
A partir de este experimento, los investigadores pudieron demostrar que la
capacidad de los suelos de los bosques templados de ciclar carbono y nitrógeno
se verá significativamente alterada por cambios en el patrón de precipitaciones
que probablemente ocurran como consecuencia del cambio climático. “El aumento
de ciclos de secado y rehumedecido probablemente provocará aumentos en las
cantidades de amonio y nitrógeno inorgánico total del suelo, pero disminuciones
en el nitrato, debido a una disminución de la tasa de nitrificación. También
provocará una disminución de la biomasa microbiana y del intercambio de gases
de efecto invernadero entre el suelo y la atmósfera”, precisa Javier Roales.
El resultado más
significativo del estudio, que se publicará próximamente en Global Change Biology, es el
papel clave de la deposición de nitrógeno como modulador de las repuestas de
estos bosques al cambio climático. Los científicos apuntan a una clara
interacción entre estos dos componentes del cambio global (deposición de
nitrógeno y cambio climático), de manera que el aumento de la deposición de
nitrógeno “podría atenuar los impactos del esperado aumento de los ciclos de
secado y rehumedecido con el cambio climático sobre importantes procesos del
suelo”. Así, este tipo de estudios empíricos que evalúan la interacción de
varios factores son de especial interés para la creación de modelos que puedan
predecir de forma realista la respuesta de los ecosistemas al cambio global.
FUENTE:
Cristina G. Pedraz/DICYT
