La sequera porta al límit el sistema hidràulic dels boscos del planeta

Experts del CREAF i de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) han participat en un estudi internacional que conclou que l’estrès ambiental que suposa el canvi climàtic esta provocant que la majoria dels arbres del planeta, tant de boscos àrids com de boscos tropicals, estiguin fent funcionar el seu sistema vascular prop dels seu llindar de seguretat. Això els fa cada cop més susceptibles als episodis de sequera ja que aquests podrien provocar-los embòlies en el sistema circulatori.

Experts del CREAF i de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) han participat en un estudi internacional que conclou que l’estrès ambiental que suposa el canvi climàtic esta provocant que la majoria dels arbres del planeta, tant de boscos àrids com de boscos tropicals, estiguin fent funcionar el seu sistema vascular prop dels seu llindar de seguretat. Això els fa cada cop més susceptibles als episodis de sequera ja que aquests podrien provocar-los embòlies en el sistema circulatori.

Cada dia, els arbres de tot el món transporten milers de milions de litres d’aigua des del sòl cap a l’atmosfera. Aquest transport té lloc a través d’un sistema vascular molt complex que s’amaga sota l’escorça dels arbres i que depèn d'un mecanisme efectiu però inestable, desafiat contínuament per l'estrès ambiental. Un nou estudi publicat a la revista Nature, liderat per la Universitat de Western Sydney (Austràlia) i la Universitat d'Ulm a Alemanya, i en el què han participat Jordi Martínez-Vilalta, investigador del CREAF i professor de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i Maurizio Mencuccini, investigador ICREA del CREAF, ha evidenciat que la majoria dels arbres de la terra, fins i tot aquells que viuen a les selves tropicals, estan fent funcionar aquest sistema hidràulic molt a prop del seu llindar de seguretat, la qual cosa els fa vulnerables a un augment en les condicions de sequera.

Un dels principals problemes al qual s'enfronten les plantes durant la sequera és el de mantenir en funcionament les "canonades" del seu sistema vascular. Això és essencial per als arbres, ja que estan obligats a transpirar quantitats molt grans d'aigua cada dia si volen continuar absorbint el diòxid de carboni que necessiten per fer la fotosíntesi i mantenir el seu funcionament metabòlic.

La sequera provoca embòlies en el sistema circulatori dels arbres

El sistema vascular dels arbres connecta les arrels amb les fulles i està format per infinitat de tubs interconnectats, similars als vasos sanguinis. Aquesta xarxa hidràulica es pot trencar durant la sequera provocant una embòlia gasosa. Quan el sòl s'asseca, l'aigua de dins dels conductes està sota una gran tensió. Aquesta tensió pot provocar que es trenqui el fil continu d’aigua que hi ha al seu interior, la qual cosa resulta en una obstrucció d'aire similar a les embòlies humanes, que poden bloquejar el sistema circulatori.

A mesura que augmenta l'estrès per sequera, l’aire s'acumula en el sistema fins que la planta deixa de poder transportar aigua a les fulles, es desseca i mor.

La vulnerabilitat a aquestes embòlies és un dels factors principals que determina els efectes de la sequera en els arbres. No obstant això, les plantes varien dramàticament en la seva tolerància a les embòlies induïdes per sequera, la qual cosa fa difícil predir quins boscos poden veure’s més afectats per un augment en les condicions de sequera. En aquest estudi, un equip internacional de 24 científics experts en plantes es va reunir, a través de la ARC-NZ Research Network for Vegetation Function, per crear una base de dades global que inclogués totes les mesures existents de resistència a les embòlies d'espècies forestals.

La vulnerabilitat dels boscos a la fallada hidràulica és un repte mundial

Tal com s'esperava, els investigadors van trobar que les espècies que creixen en els boscos humits són menys resistents a l’embolisme que les que creixen en zones àrides. No obstant això, quan la vulnerabilitat a l’embolisme es va comparar amb les condicions d'humitat típiques en les que estan vivint cadascuna de les espècies, es va comprovar que la majoria dels arbres actualment estan ja operant molt a prop del seu llindar de seguretat hidràulica. El 70% de les 226 espècies forestals estudiades funcionen actualment amb uns marges de seguretat hidràulica estrets davant uns nivells potencialment letals de sequera. Hi ha, per tant, una convergència global a la vulnerabilitat dels boscos a patir una fallida hidràulica. És a dir, independentment de la precipitació que cau als llocs on viuen, els boscos dels diferents biomes de la Terra són igualment vulnerables a la sequera.

Segons Jordi Martínez-Vilalta "els resultats permeten entendre per què el deteriorament dels boscos induït per la sequera està passant no només a les regions àrides, sinó també en els boscos humits, que normalment no es consideren en risc de patir-ne els efectes.

Per als arbres, i per al conjunt del planeta, les conseqüències de sequeres més prolongades i temperatures més altes són potencialment greus. No obstant això, se sap que els boscos poden respondre al canvi climàtic de diverses maneres. Per exemple, algunes espècies poden evolucionar prou ràpid com per mantenir el ritme que suposa l'evolució del clima, mentre que altres espècies migraran a nous llocs on hi hagi millors condicions per sobreviure. Aquest nou conjunt de dades serà útil per predir quines espècies i a quins llocs seran més propenses a patir els efectes de les sequeres i, per tant, podrien tenir un major risc de desaparèixer a mig termini.

Article de referència:

Choat B., S. Jansen, TJ Brodribb, H. Cochard, S. Delzon, R. Bhaskar, S. Bucci, TS Feild, SM Gleason, UG Hacke, AL Jacobsen, F. Lens, H. Maherali, Martínez-Vilalta J., Mayr S., M. Mencuccini, PJ Mitchell, A. Nardini, J. Pittermann, RB Pratt, JS Sperry, M. Westoby,  IJ Wright, Zanné A. (2012) Global convergence in the vulnerability of forests to drought. Nature. doi: 10.1038/11688