En una situació d’escalfament global, la fenologia esdevé un coneixement científic essencial per entendre el comportament del medi ambient a mig i llarg termini. Més enllà de canvis tan efímers i visibles com l’evolució del color de les fulles dels arbres, la fenologia estudia la relació entre els cicles dels éssers vius i el clima, vinculats al curs anual de la meteorologia en un lloc concret.

La tesi doctoral de l’investigador del CREAF Adrià Descals Ferrando busca entendre el comportament fenològic de la vegetació i determinar els factors climàtics que limiten el seu creixement, donada la conjuntura d’augment de temperatura al món. La primera conclusió –i la més simplificada– és que les respostes de la vegetació a la pujada del termòmetre són incertes, la qual cosa obre interrogants sobre la seva capacitat per absorbir CO2 atmosfèric per compensar-ne les emissions. La tesi –titulada "Spatio-temporal variability of vegetation phenology and its drivers at global scale", realitzada al CREAF sota la supervisió de Josep Peñuelas Reixach i Aleixandre Verger Ten– ha rebut el Premi a Tesis Doctorals Rellevants del CSIC (Consell Superior d’Investigacions Científiques) en l’àmbit de vida global. En total, en aquesta segona edició del premi s’han guardonat 20 tesis d’entre un total de 190 candidatures presentades, distribuïdes en les àrees de vida, societat i matèria.

La distinció reconeix la tasca clau d’investigadores i investigadors per fer avançar el coneixement científic, a més de contribuir a impulsar la seva carrera professional. D’acord amb el manifestat des del Consell, “el nivell de les 190 candidatures rebudes ha sigut molt elevant, la qual cosa és un orgull per a la institució” i, alhora, n'ha destacat la seva qualitat, impacte i rellevància.

“Seguiré desenvolupant la mateixa feina, potser amb una mica més de seguretat d'estar fent les coses bé. A la pràctica no canvia res: el que em motiva de la investigació és contestar una pregunta de recerca, ni tan sols publicar a grans revistes”.

ADRIÀ DESCALS FERRANDO, investigador del CREAF

Per a Adrià Descals Ferrando la distinció implica “un reconeixement a l’immens esforç que suposa fer una tesi doctoral i, per això, l’agraeixo i l’aprecio molt, sobretot pel prestigi de l’entitat que l’atorga”. I assegura que forma part d’un recorregut professional marcat per la voluntat de créixer en la seva dedicació científica. “Seguiré desenvolupant la mateixa feina, potser amb una mica més de seguretat d'estar fent les coses bé”, afirma. “A la pràctica no canvia res: el que em motiva de dedicar-me a la investigació és contestar una pregunta de recerca, ni tan sols publicar a grans revistes o rebre un guardó”.

Absorció de CO2 i onades de calor

El treball constata que la capacitat de la vegetació per absorbir carboni atmosfèric es pot saturar amb l'escalfament climàtic futur. I que els motius que ho expliquen són les restriccions de radiació i aigua. Això suposa que l’escalfament climàtic limitarà la capacitat de la vegetació d’absorbir carboni terrestre, per compensar les emissions a l’atmosfera.

El treball constata que la capacitat de la vegetació per absorbir CO2 atmosfèric es pot saturar amb l'escalfament climàtic, així com que les onades de calor avancen la caiguda de fulles als boscos caducifolis. 

Els resultats de la tesi demostren diferents restriccions espacials tant de temperatura, llum i disponibilitat d'aigua al principi i al final de la temporada de creixement, la qual cosa suggereix que la fenologia de la vegetació respondrà de manera heterogènia a l'escalfament climàtic segons la ubicació i el tipus de vegetació.

En directa vinculació amb la fenologia, la tesi confirma que les onades de calor estan avançant la caiguda de fulles als boscos caducifolis, demostrant que aquests impactes són més recurrents del que es pensava prèviament.

El canvi global via satèl·lit

La recerca d'Adrià Descals Ferrando ressegueix una varietat d’escenaris, prenent el canvi global com a eix i servint-se d’imatges captades per satèl·lit. El seu estudi va desenvolupar algorismes innovadors per caracteritzar la fenologia amb imatges satel·litàries d'alta resolució i utilitzant plataformes noves de computació al núvol. Per això, integra coneixements i mètodes interdisciplinaris en teledetecció, ecologia global, computació al núvol, ‘big data’ i ‘machine learning’, claus per processar grans quantitats de dades obtingudes via satèl·lit en tots els capítols de la tesi.

Descals ha desenvolupat algorismes innovadors per caracteritzar la fenologia amb imatges satel•litàries, tot integrant mètodes interdisciplinaris en teledetecció, ecologia global, computació al núvol, ‘big data’ i ‘machine learning’. Tota la documentació generada s’ha publicat sota llicència de ciència oberta.

Les dades i mapes produïts s’han publicat sota una llicència oberta a Zenodo i Google EarthEngine i inclouen, entre d’altres, el primer mapa de fenologia d'alta resolució a l'Àrtic i mapes globals de fenologia per al període 2001-2021. A més, per garantir transparència i capacitat de replicar, el codi informàtic generat durant la tesi està també disponible a GitHub. Un altre resultat destacable és la publicació del primer algorisme per estimar mapes de fenologia a partir de satèl·lits d'alta resolució (Sentinel-2). De les sis publicacions derivades de la tesi, quatre articles es van publicar a revistes de codi obert i una de les col·laboracions li va suposar signar com a primer autor a la revista científica Science.