Ciencia: los procesos de las plantas pueden ser la clave para predecir el desarrollo de la sequía

Investigadores de la Universidad de Stanford (Estados Unidos) han revelado cómo una mirada más cercana al funcionamiento interno de las plantas puede ayudar a mejorar las predicciones de los modelos de algunos desastres globales devastadores, según publican en la revista ‘Nature Climate Change’.

Las sequías repentinas, que se desarrollan rápidamente y agotan la disponibilidad de agua en cuestión de semanas, están asociadas a cambios en la evapotranspiración, el proceso por el que las plantas trasladan la humedad de sus raíces al aire.

El agua que experimenta la evapotranspiración se considera a veces “perdida” en la atmósfera, por lo que el cálculo preciso de esta pérdida puede ser fundamental para comprender el impacto en los recursos hídricos y los ecosistemas.

Mediante el análisis de datos satelitales tanto de las precipitaciones como de la humedad subterránea, los investigadores calcularon los cambios en la evapotranspiración durante las sequías que se produjeron en todo el mundo entre 2003 y 2020. La investigación revela más detalles sobre el papel de la evapotranspiración en estos eventos devastadores.

“Cuando el agua ya es limitada, la evapotranspiración seguirá haciendo que la pérdida de agua sea aún más rápida, y eso hará que la sequía sea más grave en un período de tiempo mucho más corto --explica el autor principal del estudio, Meng Zhao, investigador postdoctoral en ciencias del sistema terrestre en la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford--. Tenemos un reto muy grande para predecir las sequías repentinas y la subestimación de la pérdida de agua podría ser un obstáculo importante en esa predicción”.

Las sequías de rápida aparición e intensificación pueden afectar a comunidades vulnerables y arruinar la producción de alimentos, como se vio en la sequía repentina de 2012 en las Grandes Llanuras Centrales de Estados Unidos, que provocó más de 30.000 millones de dólares (29.750 millones de euros) en daños. Para que los modelos mejoren, los investigadores dicen que deben incorporar un elemento oculto en el proceso de evapotranspiración: cómo las plantas cambian la estructura y las vías del suelo que rodean sus raíces.

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“Descubrimos que el error del modelo parece explicarse por el modo en que las plantas cambian la disposición de las partículas en el suelo --afirma la autora principal del estudio, Alexandra Konings, profesora adjunta de Ciencias del Sistema Terrestre--. Como resultado de estos cambios en el suelo, el agua fluye a través del suelo de manera diferente, cambiando dónde y cuánta agua está disponible para que las plantas la tomen y transpiren”.

Al igual que las personas pueden vivir con distintas dietas, hábitos de ejercicio y horas de sueño en función de los recursos disponibles, las plantas responden a las sequías con gran variabilidad. Los diminutos poros de las hojas, llamados estomas, que liberan agua, pueden cerrarse, pero no todas las plantas cierran sus estomas por igual o al mismo ritmo.

Durante la sequía, las atmósferas más secas tienen una mayor capacidad para extraer el agua de la tierra a través de la evapotranspiración, lo que hace que ésta aumente, pero si los estomas se cierran lo suficiente, se reducirá la evapotranspiración en relación con las épocas sin sequía.

“Hay tal diversidad de formas de funcionamiento de las plantas que puede ser realmente difícil de entender, predecir y cuantificar en los modelos --reconoce Konings--. Y, por desgracia, si este aumento de la evapotranspiración está ocurriendo con más frecuencia de lo que creemos, está intensificando el efecto de la sequía; hay incluso menos agua en el suelo de lo que creemos porque se está perdiendo más hacia la atmósfera”.

Los modelos actuales del sistema terrestre muestran que el aumento de la evapotranspiración, en el que los estomas están más abiertos, se produce aproximadamente un 25% de las veces durante las sequías. Sin embargo, según la nueva estimación de los investigadores, esto ocurre alrededor del 45% del tiempo. “Esta subestimación es especialmente grande en las regiones de clima relativamente más seco y de menor biomasa”, escriben los autores del estudio.

Los investigadores combinaron las observaciones del almacenamiento de agua de los satélites Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) con los datos de precipitación del Global Precipitation Climatology Project para calcular las mediciones de evapotranspiración en todo el mundo.

El hecho de que una determinada sequía en un lugar concreto provoque una alta evapotranspiración, y tenga el potencial de convertirse en una sequía repentina, depende de una serie de factores. Los autores descubrieron que los suelos secos son un factor de control clave.

Además, encontraron que los modelos actuales no tienen en cuenta el efecto de las raíces en el recorrido del agua por los suelos. Esto provocaba errores en las simulaciones de los modelos sobre la sequedad del suelo y, como consecuencia de ello, la evapotranspiración.

“Sabíamos que había problemas con los modelos, pero me sorprendió mucho lo erróneos que eran --señala Konings--. Mi esperanza personal es que otras personas de la comunidad que están construyendo modelos diferentes utilicen las lecciones de nuestro trabajo”.