Estudio de la Selva Tropical de la Biosfera 2 ante la Sequía

Un equipo de investigadores llevó a cabo un estudio crucial en 2019 dentro de la Selva Tropical de la Biosfera 2, un laboratorio ambiental de la Universidad de Arizona. Durante casi diez semanas, se interrumpió el suministro de lluvia, lo que permitió observar cómo este ecosistema cerrado se adaptaba a la falta de agua. Los resultados mostraron una reducción significativa, de aproximadamente el 70%, en la capacidad del bosque para integrar carbono, lo que subraya la vulnerabilidad de estos entornos ante la escasez hídrica. Sin embargo, la selva logró mantener su estabilidad gracias a las respuestas diferenciadas de sus especies vegetales y al uso de reservas de agua subterráneas. A pesar de la resiliencia observada, el proceso de recuperación no fue inmediato, incluso después de reanudar el riego, evidenciando los costos a largo plazo de los períodos secos.

La Biosfera 2 ofrece una oportunidad única para manipular variables ambientales de una manera que sería imposible en un entorno natural abierto. Los científicos pueden controlar con precisión la duración y el momento de la lluvia, lo que les permite estudiar los efectos de la sequía en los árboles, el suelo y la atmósfera dentro de su gigantesca estructura de cristal. La campaña de investigación, conocida como B2-WALD, reunió a unos ochenta expertos y sus descubrimientos más importantes fueron publicados en la revista Science en 2021. La instalación albergaba cerca de noventa tipos de plantas, incluyendo árboles altos y una rica vegetación de sotobosque.

Para monitorear los procesos, el equipo de investigación instaló centenares de sensores y utilizó isótopos estables para rastrear el movimiento del agua y el carbono. Estas variaciones atómicas funcionan como marcadores, posibilitando reconstruir la trayectoria de los elementos desde la tierra hasta las hojas o desde el aire hasta las raíces. Es fundamental aclarar que la disminución del 70% en la absorción de carbono se refiere a la tasa de incorporación durante el período de sequía, y no implica una pérdida masiva de la biomasa forestal o del carbono ya acumulado. El bosque continuó funcionando como un pequeño sumidero de carbono, es decir, absorbía más de lo que liberaba, aunque tanto la fotosíntesis como la respiración del ecosistema se vieron ralentizadas.

Un aspecto notable de la resistencia del ecosistema fue el uso de agua almacenada a profundidades de hasta 3.3 metros. Los árboles más sensibles inicialmente dependían de las capas superficiales del suelo, y aunque sus raíces podían alcanzar estratos más profundos, los investigadores esperaban que accedieran a estas reservas antes. Sin embargo, el agua profunda se preservó durante gran parte del período seco, volviéndose crucial cuando las condiciones se agravaron. Un estudio subsiguiente, publicado en 2023, validó este acceso al agua subterránea, revelando que su contribución a la transpiración variaba entre el 21% y el 90% en diferentes árboles, aunque el volumen total utilizado era limitado debido a la reducción del movimiento de savia.

Otro factor que contribuyó a la resiliencia fue el papel de los árboles más resistentes a la sequía. Estos árboles retuvieron sus hojas por más tiempo, creando sombra y reduciendo la desecación bajo sus copas, lo que brindó protección a las plantas más pequeñas. Esta diversidad de respuestas, donde algunas especies limitaban su consumo de agua mientras otras mantenían funciones esenciales que beneficiaban a todo el ecosistema, fue clave para soportar la escasez. Bajo la superficie, las raíces también mostraron diversas adaptaciones, como el aumento de raíces finas, el crecimiento en profundidad y cambios en las sustancias liberadas al suelo, según observaciones de un equipo de la Universidad de Gotinga.

En diciembre de 2019, la lluvia artificial fue restablecida, con un primer riego de aproximadamente 45,000 litros. Esta fase posterior a la sequía fue vital para evaluar la recuperación del sistema. A pesar de esta aportación hídrica, que equivalía a una lluvia ligera sobre los 12,000 metros cuadrados de selva, la respuesta del ecosistema no fue ni uniforme ni instantánea. Aunque algunos procesos del suelo se recuperaron rápidamente, ciertos árboles siguieron mostrando pérdidas de hojas y alteraciones en su capacidad de transporte de agua, con efectos de la sequía persistiendo meses después de su finalización. Esto demuestra que la simple reanudación de la lluvia no es suficiente para restaurar todas las funciones del bosque a su estado original.

Este experimento en un entorno controlado, aunque informativo, tiene limitaciones en cuanto a la generalización de sus hallazgos a todos los bosques tropicales. Sin embargo, resalta que tener raíces profundas es beneficioso, pero no garantiza la plena actividad del bosque durante la sequía. También enfatiza cómo las diferencias entre especies vegetales influyen en la capacidad de un ecosistema para resistir y recuperarse de la escasez de agua. Para la comunidad científica, la comprensión de estas respuestas es fundamental para perfeccionar los modelos que predicen cómo los intercambios de agua y carbono se verán afectados por futuras sequías. El estudio de seguimiento sobre el impacto de las raíces profundas fue publicado en 2023 en Science of the Total Environment.