Hay una amenaza climática acechando en los ríos de todo el mundo. Una nueva investigación muestra dónde. Los ríos y arroyos ofrecen mucho más que hermosos paisajes o una oportunidad para refrescarse en verano. Constituyen un componente importante de un sistema global que determina cuánto carbono se almacena en el suelo o se envía a la atmósfera.
Una nueva investigación muestra que las actividades humanas están alterando directamente este sistema y aumentando la cantidad de carbono enviado a la atmósfera.
Cuando la hojarasca de los árboles cae a un curso de agua, se convierte en combustible para todo un ecosistema. Los microorganismos se alimentan de los detritos, los peces los consumen o caen al lecho del río donde queda atrapado el carbono.
Pero la actividad humana puede acelerar la descomposición de las hojas y otros desechos, enviando más dióxido de carbono a la atmósfera. Un elemento clave es un clima más cálido, que hace que los microbios sean más activos. Los productos químicos de los fertilizantes, como el fósforo y el nitrógeno, también nutren a los microbios y provocan una descomposición más rápida de la basura.
Modelar con precisión estas dinámicas cambiantes es clave para luchar contra el cambio climático, por lo que un equipo de investigadores dirigido por Scott Tiegs de la Universidad de Oakland en Michigan organizó una iniciativa global para hacer un balance.
Más de 150 científicos de 40 países, incluido Canadá, recibieron tiras de algodón estandarizadas (en lugar de hojas de árboles, que se utilizan normalmente) para medir la tasa de descomposición orgánica en sitios locales.
Ahora, los investigadores han combinado estas muestras de campo con conjuntos de datos de todo el mundo para crear un algoritmo de aprendizaje automático que estima las tasas de descomposición en todo el mundo.
«Lo sorprendente de nuestros datos fue que, aunque estábamos seleccionando estos sitios con un impacto relativamente mínimo, todavía podíamos ver puntos críticos donde los humanos realmente han tenido un impacto, ya sea a través de la urbanización, la agricultura o una combinación», dijo Krista Capps, una especialista en acuicultura. Ecologista de ecosistemas de la Universidad de Georgia, coautora del trabajo.
El mapa global resultante ilustra los efectos dañinos de la actividad humana: partes del centro de Estados Unidos, el sur de Canadá y Europa (áreas de alta densidad de población, desarrollo urbano y agricultura) son puntos rojos brillantes de descomposición más rápida, «lo que sugiere fuertemente que los humanos a escala continental impactos en el ciclo del carbono en los ríos», según el estudio.
La investigación fue publicada el jueves en Science.
Un ‘doble golpe’ para Canadá
La rapidez con la que se descomponen las hojas en los cursos de agua puede parecer una preocupación específica, pero tiene una gran importancia para el clima.
«La implicación es que no podemos contar con que los cuerpos de agua, incluidos ríos, arroyos y lagos, sigan reteniendo carbono como lo hemos hecho hasta ahora», dijo Paul Frost, profesor de ciencias acuáticas en la Universidad de Trent en Peterborough, Ontario. , quienes participaron en el estudio de campo. «Es posible que los estemos cambiando de sumideros de carbono a fuentes de carbono».
Frost enfatizó que los investigadores han estudiado la descomposición y su relación con el clima en el pasado, pero dijo que «fue un gran paso adelante para ellos poder estandarizar» las pruebas de campo con tiras de algodón.
Dijo que participaron investigadores de todo Canadá, midiendo cómo se descomponían las tiras en las vías fluviales locales durante el transcurso de cuatro semanas y enviándolas por correo para su análisis. También se registraron variables como la temperatura del agua y el bioma.
Introducir estos datos en un algoritmo predictivo llena lagunas cruciales en el conocimiento, especialmente en áreas como los trópicos y áreas remotas o de difícil acceso donde la recopilación de datos puede ser un desafío.
El mapa global generado utilizando el algoritmo produjo resultados con una relevancia que también llega más cerca de casa. Por ejemplo, dijo Frost, el mapa muestra un claro gradiente de norte a sur en Canadá, con tasas de descomposición que se desaceleran con temperaturas más frías. Esta disparidad también está ligada a los tipos de árboles que prosperan en estos entornos.
Como parte del trabajo realizado para modelar las tasas de descomposición de la basura natural en comparación con la franja de algodón, los investigadores encontraron que la basura de pino se descompone más lentamente que la basura de roble.
A medida que el clima se calienta, los bosques caducifolios llenos de robles pueden extenderse más al norte, lo que significaría un mayor potencial para tasas de descomposición más rápidas y más carbono liberado a la atmósfera.
«En el sur de Ontario, hay una demarcación bastante clara en la que pasamos de los bosques caducifolios a los bosques boreales de coníferas, y esa línea se extenderá más hacia el norte», dijo Frost. «Así que eso va a ser un doble golpe en términos de tasas de descomposición».
Brian Branfireun, científico ambiental de la Western University que no participó en el estudio, dijo que el trabajo muestra que el norte de Canadá corre un riesgo elevado a medida que aumentan las temperaturas.
«Los lugares a tener en cuenta son las partes del mundo como el bosque boreal canadiense que actualmente se encuentran en una escala más baja de descomposición, como se muestra en este estudio; las latitudes del norte se están calentando mucho más rápido que las del sur, por lo que estos son los lugares donde los cambios en el futuro será más significativo», dijo en un correo electrónico.
De la predicción a la prevención
Los investigadores han compartido sus modelos en línea para que cualquiera pueda usarlos, y escribieron que «permitirán a los científicos y administradores de recursos naturales pronosticar cambios en el funcionamiento de las redes fluviales a escala planetaria».
«El cambio climático es una emergencia diferente a cualquier otra que la humanidad haya enfrentado jamás; simplemente no tenemos tiempo para ir a todas partes del mundo y realizar estas importantes mediciones durante los próximos 20 años», afirmó Branfireun.
«Estos enfoques nos permiten utilizar los datos que tenemos y, cuando los combinamos con nuestro mejor conocimiento científico, hacemos estimaciones sobre los procesos ambientales en lugares que nunca hemos visitado, y mucho menos hemos realizado una medición».
Según los investigadores, el algoritmo también es sólo un primer paso que se puede mejorar aún más con más investigación sobre el terreno.
«Con más datos, la situación seguirá mejorando», afirmó Capps.
«El siguiente paso es comenzar a observar estas corrientes impactadas y ver si estos patrones se enfatizan aún más o si podemos encontrar otros factores más matizados que estén impulsando estas relaciones».
Mientras tanto, la indicación clara de que factores humanos como los nutrientes añadidos provenientes de la agricultura o la urbanización están teniendo un impacto es información que puede usarse para ayudar en los esfuerzos por mitigar el daño, dijo Frost.
«Realmente necesitamos tener más cuidado con los nutrientes en el medio ambiente», afirmó.
«Cualquier cosa que podamos hacer para utilizar y gestionar con más cuidado los nutrientes en los paisajes agrícolas y urbanos ayudaría a ralentizar la descomposición y ayudaría a que estos sistemas sean mejores sitios de almacenamiento de carbono».
