El aire seco estresa más a las plantas que la sequedad del suelo

Una investigación recientemente publicada por los científicos de la Universidad de Indiana ha encontrado que la baja humedad relativa en el ambiente es una causa importante en el crecimiento de las plantas, y a menudo subestimada, creando tensión en la planta, cuando las condiciones del tiempo son cálidas y secas.

El hallazgo sugiere que los modelos que se utilizan para medir el impacto de la sequía en los ecosistemas deberían ser refinados para tener en cuenta con mayor precisión el papel de baja humedad atmosférica. El efecto se volverá más importante en el futuro, mientras el clima de la Tierra se hace más cálido y seco en algunas regiones.

Y a medida que los niveles de humedad bajan, las plantas pueden ser menos eficaces en la eliminación del carbono de la atmósfera, reduciendo su capacidad para compensar el cambio climático. Al mismo tiempo, las estrategias agrícolas de gestión como el riego, que mejora la humedad del suelo pero tienen un efecto menor sobre la humedad ambiental, pueden ser menos eficaces en el futuro.

"Hay mucha incertidumbre cuando se trata de nuestra capacidad para predecir futuros patrones de absorción del carbono por las plantas," dijo Kimberly Novick, profesor asistente en la Escuela de Bloomington UI de Asuntos Públicos y Ambientales y autor principal del estudio. "Una gran cantidad de incertidumbre se relaciona con una comprensión incompleta de cómo los ecosistemas responden a la sequía.

"Nuestro trabajo sugiere que la correcta especificación de cómo las plantas responden a las variaciones de la humedad del aire es una forma de reducir esta incertidumbre."

El estudio, "The increasing importance of atmospheric demand for ecosystem water and carbon fluxes,” fue publicado en la revista Nature Climate Change.

El tiempo seco afecta a las plantas de dos formas básicas: mediante los intercambios de humedad con el suelo y con la humedad relativa en la atmósfera. Piense en ello como una situación de oferta y demanda, dijo Novick. La humedad del suelo abastece de agua a las plantas; durante la sequía, se suministra menos. La baja humedad relativa crea una "demanda" que hace que el agua de las plantas, durante la sequía y con la sequedad del ambiente, exige más agua.

Las plantas tienen que cerrar sus estomas - diminutos poros en la superficie de sus hojas, durante el tiempo seco para prevenir la prevención de la pérdida excesiva de humedad. Pero las plantas también toman dióxido de carbono de la atmósfera a través de sus estomas. Cuando se cierra los estomas, captan menos carbono.

Antes de este estudio, ha sido difícil saber qué respuesta de las plantas daban en la sequía debida a la baja humedad del suelo y a la baja humedad relativa. Los modelos climáticos tienden a depender de la humedad del suelo, que es fácil de medir y manipular experimentalmente, a pesar de que los científicos saben que la baja humedad relativa podría tener un importante efecto independiente.

Novick y sus colegas fueron capaces de separar los efectos de la humedad del suelo y de la humedad relativa mediante el análisis de datos recolectados a partir de 38 "torres de flujo" en la Red AmeriFlux, una colección de sitios web en varios ecosistemas que recogen significativos datos micrometeorológico cada hora, y compartiendo los datos con las tesis demás investigadores. Mientras que la humedad del suelo cambia poco en el transcurso de un día, la humedad ambiental puede variar de forma significativa. Con datos de alta frecuencia se pudo evaluar los efectos independientes de la humedad ambiental y del suelo.

Una de las torres de flujo en bosque del estado de Morgan-Monroe al norte de Bloomington, es operado por un equipo dirigido por Novick y Phillips en cooperación con el Departamento de Recursos Naturales de Indiana.

Resultados

El análisis encontró que la humedad del suelo y la humedad relativa ambiental, tienen muy diferentes influencias en la planta y que funcionan en diferentes momentos del día. Con el tiempo, la humedad atmosférica tiende a ser la influencia dominante mientras el tiempo se hace más cálido y seco, especialmente en ecosistemas de bosques templados que son significativos especialmente en la eliminación del dióxido de carbono de la atmósfera.

Además de tener implicaciones significativas para la gestión de los sistemas agrícolas, incluidos los cultivos y los bosques, los hallazgos podrían ayudar a los científicos a anticipar efectos futuros del cambio climático, dijo Novick.

Aunque el estudio no se centra en los flujos de carbono, los científicos saben que las plantas eliminan el carbono de la atmósfera menos cuando sus estomas están cerrados para reducir la pérdida de agua. Por lo tanto, ya que el clima se hace cada vez más cálido y seco, las plantas serán menos capaces o eficaces de tomar el carbono, que va a disminuir su capacidad para contrarrestar el cambio climático. Probar esta hipótesis es la base del trabajo que está realizando los autores del estudio.

Referencias

The increasing importance of atmospheric demand for ecosystem water and carbon fluxes

Kimberly A. Novick, Darren L. Ficklin, Paul C. Stoy, Christopher A. Williams, Gil Bohrer, A. Christopher Oishi, Shirley A. Papuga, Peter D. Blanken, Asko Noormets, Benjamin N. Sulman, Russell L. Scott, Lixin Wang & Richard P. Phillips

Nature Climate Change (2016) doi:10.1038/nclimate3114