En una situación de calentamiento global, la fenología se convierte en un conocimiento científico esencial para entender el comportamiento del medio ambiente a medio y largo plazo. Más allá de cambios tan efímeros y visibles como la evolución del color de las hojas de los árboles, la fenología estudia la relación entre los ciclos de los seres vivos y el clima, vinculados al curso anual de la meteorología en un sitio concreto.

La tesis doctoral del investigador del CREAF Adrià Descals Ferrando busca entender el comportamiento fenológico de la vegetación y determinar los factores climáticos que limitan su crecimiento, dada la coyuntura de aumento de temperatura en el mundo. La primera conclusión –y la más simplificada– es que las respuestas de la vegetación a la subida del termómetro son inciertas, lo que abre interrogantes sobre su capacidad para absorber CO2 atmosférico para compensar sus emisiones. La tesis –titulada "Spatio-temporal variabilidad de vegetación phenology y sus drivers at global scale", realizada en el CREAF bajo la supervisión de Josep Peñuelas Reixach y Aleixandre Verger Ten– ha recibido el Premio a Tesis Doctorales Relevantes del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) en el ámbito de vida global. En total, en esta segunda edición del premio se han galardonado 20 tesis entre un total de 190 candidaturas presentadas, distribuidas en las áreas de vida, sociedad y materia.

La distinción reconoce la labor clave de investigadoras e investigadores para hacer avanzar el conocimiento científico, además de contribuir a impulsar su carrera profesional. De acuerdo con el CSIC, "el nivel de las 190 candidaturas recibidas ha sido muy elevado, lo que es un orgullo" y se destaca su calidad, impacto y relevancia.

“Seguiré desarrollando el mismo trabajo, quizás con un poco más de seguridad de estar haciendo las cosas bien. En la práctica no cambia nada: lo que me motiva de la investigación es contestar una pregunta, ni siquiera publicar en grandes revistas”.

ADRIÀ DESCALS FERRANDO, investigador del CREAF

Para Adrià Descals Ferrando la distinción implica "un reconocimiento al inmenso esfuerzo que supone hacer una tesis doctoral y, por eso, la agradezco y aprecio mucho, sobre todo por el prestigio de la entidad que la otorga". Y asegura que forma parte de un recorrido profesional marcado por la voluntad de crecer en su dedicación científica. "Seguiré desarrollando el mismo trabajo, quizás con un poco más de seguridad de estar haciendo las cosas bien", afirma. "En la práctica no cambia nada: lo que me motiva de la investigación es contestar una pregunta, ni siquiera publicar en grandes revistas o recibir un galardón".

Absorción de CO2 y olas de calor

El trabajo constata que la capacidad de la vegetación para absorber carbono atmosférico puede saturarse con el calentamiento climático futuro. Y que los motivos que lo explican son restricciones de radiación y agua. Esto supone que el calentamiento climático limitará la capacidad de la vegetación de absorber carbono terrestre, para compensar las emisiones a la atmósfera.

El trabajo constata que la capacidad de la vegetación para absorber CO2 atmosférico puede saturarse con el calentamiento climático, así como que las olas de calor adelantan la caída de hojas en los bosques caducifolios.

Los resultados de la tesis demuestran diferentes restricciones espaciales tanto de temperatura, luz y disponibilidad de agua al principio y al final de la temporada de crecimiento, lo que sugiere que la fenología de la vegetación responderá de forma heterogénea al calentamiento climático según la ubicación y el tipo de vegetación.

En directa vinculación con la fenología, la tesis confirma que las oleadas de calor están avanzando la caída de hojas en los bosques caducifolios, demostrando que estos impactos son más recurrentes de lo que se pensaba previamente.

El cambio global vía satélite

La investigación de Adrià Descals recorre una variedad de escenarios, tomando el cambio global como eje y sirviéndose de imágenes captadas por satélite. Su estudio desarrolló algoritmos innovadores para caracterizar la fenología con imágenes satelitales de alta resolución y utilizando nuevas plataformas de computación en la nube. Por eso, integra conocimientos y métodos interdisciplinarios en teledetección, ecología global, computación en la nube, 'big data' y 'machine learning', claves para procesar grandes cantidades de datos obtenidos vía satélie en todos los capítulos de la tesis.

Descals ha desarrollado algoritmos innovadores para caracterizar la fenología con imágenes satelitales, integrando métodos interdisciplinarios en teledetección, ecología global, computación en la nube, ‘big data’ y ‘machine learning’. Toda la documentación generada se ha publicado bajo licencias de ciencia abierta.

Los datos y mapas producidos fueron publicados bajo una licencia abierta en Zenodo y Google EarthEngine e incluyen, entre otros, el primer mapa de fenología de alta resolución en el Ártico y mapas globales de fenología para el período 2001-2021. Además, para garantizar transparencia y capacidad de replicar, el código informático generado durante la tesis también está disponible en GitHub. Otro resultado destacable es la publicación del primer algoritmo para estimar mapas de fenología a partir de satélites de alta resolución (Sentinel-2). De las seis publicaciones derivadas de la tesis, cuatro artículos se publicaron en revistas de código abierto y una de las colaboraciones le supuso firmar como primer autor en la revista científica Science.