Los bosques tropicales son fertilizados por la contaminación aérea

Los científicos han enfrentado garrapatas y hasta un tigre para descubrir cómo las actividades humanas han perturbado los ciclos del nitrógeno en los bosques tropicales. Estudios en dos sitios remotos de los Observatorios Globales de la Tierra del Instituto Smithsonian en Panamá y Tailandia demuestran la primera evidencia de los efectos a largo plazo de la contaminación del nitrógeno en árboles tropicales. 

«La contaminación aérea está fertilizando los bosques tropicales con uno de los nutrientes más importantes para su crecimiento», expresa S. Joseph Wright, científico de planta del Smithsonian en Panamá. «Hemos comparado el nitrógeno en especímenes de hojas secas colectados en 1968 con muestras de nitrógeno de hojas nuevas colectadas en 2007. La concentración de nitrógeno en las hojas y la proporción de isótopos de nitrógeno liviano a denso aumentó en los últimos 40 años, justo como en otro experimento donde añadieron fertilizante en el suelo del bosque.»

El nitrógeno es un elemento creado en las estrellas bajo temperaturas y presiones altas. Bajo condiciones normales es un gas incoloro e inoloro que no reacciona fácilmente con otras substancias. Más del 75% del aire consiste en nitrógeno. Pero éste juega además un importante rol en la vida como un component escencial de proteínas. Cuando el gas de nitrógeno es azotado por un rayo, o absorbido por bacterias que viven en el suelo llamadas ¨fijadores de nitrógeno,¨ éste se convierte en otras formas ¨activas¨ que las plantas y animales pueden utilizar. Los humanos fijamos nitrógeno por medio del proceso de Haber, el cual convierte el gas nitrógeno en amonia—un ingrediente importante actual en los fertilizantes. Hoy día, los humanos fijan el doble del nitrógeno reactivo que se emite.

El nitrógeno viene en dos formas o isótopos: átomos con la misma cantidad de protones pero diferentes cantidades de neutrones. En el caso del nitrógeno, los isótopos son 14N y 15N, a pesar que solo cerca de uno de 300 átomos de nitrógeno ocurre en la forma más pesada. Imagine el nitrógeno en un ecosistema como si fuera un tazón de palomitas de maíz. Normalmente la proporción de los granos de maíz reventados (liviano) a los no reventados (pesados) se mantiene igual, pero cuando alguien empieza a comerse esas palomitas, las más livianas, las palomitas reventadas, se consumen primero aumentando la proporción de granos pesados a ligeros (ó 15N/14N en el caso del ecosistema). El nitrógeno liviano se pierde por medio de lixiviación de nitratos, y los gases como el N2 y varias formas de óxido nitroso o ¨nitróxidos,¨ algunos de los cuales pueden ser gases de invernadero importantes. En el estudio de fertilización en Panamá mencionado anteriormente, las emisiones de N2O se triplicaron.

«Los anillos en los árboles ofrecen una línea útil en el tiempo que nos permite medir los cambios en el contenido de nitrógeno de la madera», comenta Peter Hietz del Instituto de Botánica de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias Vivas en Viena, quien quedó frente a frente con un tigre, mientras sacaba muestras de árboles en los bisques de monsones en la frontera entre Tailandia y Myanmar. ¨Hemos encontrado que la lo largo de los últimos cien años, hay un aumento de la variedad pesada de nitrógeno sobre la más liviana, lo que nos dice que hay más nitrógeno entrando en este sistema y pérdidas mayores. También obtuvimos el mismo resultado en un estudio anterior a los anillos de los árboles en bisques tropicales brasileños, así que parece que la fijación de nitrógeno producida por los humanos afectan ahora las áreas más remotas de la tierra.»

«Los resultados tienen un número importante de implicaciones», comenta Ben Turner, científico de planta del Smithsonian en Panamá. «La más obvia es para los árboles de la familia de las leguminosas (Fabaceae), un grupo mayoritario en los bisques tropicales que fijan su propio nitrógeno en asociación con la bacteria en el suelo. El nitrógeno aumentado desde afuera le puede quitar la ventaja competitiva y hacerla menos común, cambiando la composición de las comunidades de árboles.» 

«También hay implicaciones para modelos de cambio global, los cuales están empezando a incluir la disponibilidad de nitrógeno como un factor, afectando la respuesta de las plantas al aumento atmosférico de concentraciones de dióxido de carbono», comenta Turner. «La mayoría de los modelos asumen que mayor cantidad de nitrógeno es igual a un aumento en el crecimiento de las plantas, lo que removería el carbono de la atmósfera y contrarrestaría un futuro calentamiento. Sin embargo, un reto para los modelos es que no hay evidencia de que los árboles estén creciendo más rápido en Panamá, a pesar de los aumentos a largo plazo en la destitución de nitrógeno y dióxido de carbono atmosférico.»

Décadas de destitución de nitrógeno han causado cambios mayores en las plantas y suelos de bosques templados en los EEUU y Europa. Que los bosques tropicales encaren consecuencias similares o no, es una pregunta importante para futuros estudios.

 

STRI – DICYT

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