Universidad
Politécnica de Madrid

8.05.23

El cambio climático y el consiguiente calentamiento global amenazan con afectar a la distribución de especies vegetales. Concretamente en la región Mediterránea, donde las temperaturas altas coinciden con un periodo seco, los modelos climáticos predicen una reducción de las precipitaciones, lo que podría alterar el crecimiento, la capacidad reproductiva y la supervivencia de muchas especies vegetales y, a medio plazo, la composición de la comunidad vegetal.

Con el objetivo de evaluar el impacto del cambio del clima en las dehesas mediterráneas, un estudio en el que participa un investigador de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Montes, Forestal y del Medio Natural de la Universidad Politécnica de Madrid ha analizado una herbácea abundante en España, Geranium dissectum L., comprobando el efecto de tres años de incremento de la temperatura y de reducción de la precipitación.

Los resultados tras este periodo demuestran que las alteraciones fisiológicas experimentadas por estas plantas, aunque notables, les permitieron adaptarse a los cambios climáticos y mantener su importancia en la comunidad. No obstante, los investigadores advierten de que el efecto sinérgico del incremento de calor y sequía trae consigo una incertidumbre sobre el futuro impacto en los ecosistemas.

La metodología utilizada, a través de la simulación de cambios climáticos in situ durante varios años, resulta útil para prever los efectos de las alteraciones del clima en los ecosistemas naturales y poder atenuarlos a través de medidas de gestión adecuadas, como la siembra de especies, procedencias o progenies mejor adaptadas al nuevo clima, las modificaciones del suelo o la regulación de la carga ganadera y los usos de la dehesa.

Una recreación a escala

El estudio en el que ha participado el profesor de la UPM Jesús Rodríguez Calcerrada, junto con investigadores de la Universidad de Sevilla, la Universidad de Göttingen y el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla del CSIC, se basa en una clara premisa: estudiar el efecto de los cambios del clima en las especies emblemáticas de los ecosistemas naturales es una línea prioritaria de investigación a nivel europeo, para poder evaluar y comprender los efectos de las alteraciones climáticas.

“En este sentido, la ecofisiología vegetal proporciona herramientas de análisis que permiten detectar efectos que no son visibles a otras escalas de observación, o explicar los efectos que sí son visibles”, indica Jesús Rodríguez, del grupo de investigación Forest Systems in a Changing Environment (Forescent) de la ETSI de Montes, Forestal y del Medio Natural.

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores recrearon cambios climáticos in situ en una dehesa del Valle de los Pedroches (Córdoba), que simularon condiciones parecidas a las que podrían enfrentarse estos sistemas en un futuro. El incremento de la temperatura se logró colocando seis paneles de metacrilato transparentes que formaban una pirámide truncada abierta por el extremo superior, lo que creó un efecto invernadero. La reducción de la precipitación se consiguió colocando canalones transparentes sobre un 33% de la superficie de la parcela, que interceptaban la lluvia y la conducían fuera de la instalación.

En seis parcelas de 24 m2, valladas para excluir los herbívoros, se dispusieron dos subparcelas de calentamiento experimental, dos subparcelas de reducción de la precipitación, dos subparcelas de calentamiento y reducción de la precipitación, y dos subparcelas control sin modificación del clima.

Adaptación a las alteraciones

El dispositivo de calentamiento experimental aumentó la temperatura 1,4 ºC y la reducción de la precipitación disminuyó la humedad del suelo un 4% en los tres años de estudio. En base a estas pequeñas variaciones medias del clima, se registró un impacto notable en la fisiología de la planta. “El calentamiento por sí solo y la reducción de la precipitación por sí sola apenas afectaron el estado hídrico de las plantas, o sus niveles de fotosíntesis, respiración o tasas de apertura estomática (los estomas son células especializadas en regular la entrada de dióxido de carbono). Sin embargo, la combinación de ambos factores alteró significativamente los valores de estas variables”, apunta Rodríguez.

“Así, tras tres años de continuo calentamiento y reducción de la precipitación, la apertura estomática disminuyó un 92%, la fotosíntesis un 79% y la respiración un 37% con respecto a las plantas de control (no expuestas a ningún tratamiento climático). Además, las plantas florecieron de media 15 días antes con la combinación simulada de más calor y menos lluvia”, añade.

Pese a ello, las alteraciones producidas no afectaron a la abundancia relativa de Geranium dissectum L. en la comunidad. A los tres años de estudio, la gramínea Hordeum murinum subsp. leporinum L. sustituyó a Geranium dissectum como la especie más abundante, pero la reducción de la cobertura de la herbácea analizada en estos tres años fue similar en los tres tratamientos experimentales y las parcelas de control.

La interpretación de estos resultados no es sencilla, como afirman los investigadores. Se podría pensar que los cambios fisiológicos experimentados por las plantas de Geranium dissectum le permiten aclimatarse a los cambios climáticos y mantener su importancia en la comunidad. La planta aumentó la eficiencia en el uso del agua: con más calor y menos lluvia, asimiló un determinado volumen de CO2 con menos gasto de agua. Además, el adelanto de la floración permitiría a esta herbácea anual completar su ciclo vital antes de que las temperaturas fueran demasiado elevadas o el suelo se secara por completo en sus horizontes superficiales.

Al contrario, se podría interpretar que un aumento del desequilibrio entre respiración y fotosíntesis reduciría la disponibilidad de carbohidratos para producir flores y frutos. De hecho, el número de frutos fue menor en las plantas expuestas a más calor y menos lluvia, aunque de forma no significativa, lo que podría comprometer la abundancia de la especie si los tratamientos climáticos se prolongaran.

Esta investigación sugiere entre sus conclusiones que el aumento de la aridez acelera la floración y el envejecimiento de las hojas para proveer a los frutos de los nutrientes que se reciclan de estas. Pero estos cambios no parecen repercutir en la composición de las herbáceas, puesto que se refleja la adaptación de la vegetación mediterránea a la elevada variabilidad climática interanual. No obstante, los investigadores alertan de que aún existe mucha incertidumbre sobre el impacto del cambio climático en los ecosistemas. Los resultados, por el momento, podrán aplicarse para mejorar los modelos predictivos del comportamiento de la vegetación en condiciones cambiantes.

Rodríguez-Calcerrada J, Chano V, Matías L, Hidalgo-Galvez MD, Cambrollé J, Pérez-Ramos IM, 2022. Three years of warming and rainfall reduction alter leaf physiology but not relative abundance of an annual species in a Mediterranean savanna. Journal of Plant Physiology 275: 153761. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2022.153761.