El Jardín Botánico del Sur de China es uno de los mayores sorteos de Guangzhou.
Con plantas de la selva tropical, desértica y alpina, así como palmas raras, helechos y orquídeas, los visitantes acuden aquí en verano para refrescarse bajo los altos árboles que sombrean los exuberantes céspedes. Lo que estos visitantes podrían no darse cuenta es que el jardín, parte de la Academia de Ciencias de China, también es un Centro Nacional de Educación e Investigación Botánica.
Liu Hui, investigador del jardín, estudia los mecanismos por los cuales las plantas se adaptan y evolucionan, incluida la forma en que el calor extremo las afecta. Ella bromea que estudia cómo las plantas mueren de sed.
En 2024, Liu y su equipo publicaron dos artículos sobre cómo los períodos de calor y sequía extremos afectaban el crecimiento y la supervivencia de los árboles.
Cómo se secan los árboles
La historia comienza en el verano de 2022, cuando China sufrió una severa onda de calor desde junio hasta finales de agosto.
La temperatura promedio nacional de que junio fue la el más alto Dado que los registros mensuales comenzaron en 1961. Las temperaturas diarias que coincidían o superaron los máximos de todos los tiempos se registraron en 366 estaciones meteorológicas (15.1 por ciento del total). Según la Administración Meteorológica de China, más de mil estaciones (aproximadamente el 43 por ciento del total) registraron temperaturas que cumplen con la definición de un evento de calor “extremo”.
Liu organizó rápidamente una encuesta sobre cómo las plantas estaban afrontando. Se centró en cinco ciudades a lo largo del río Yangtze (Chengdu, Chongqing, Nanjing, Shanghai y Hangzhou), como 96 por ciento De las estaciones meteorológicas que registraron 40 o más días de más de 35 ° C se ubicaron en su cuenca.
El equipo recolectó muestras de 131 especies leñosas y las envió de regreso a Guangzhou para realizar pruebas y medidas. Allí, determinaron la capacidad de alrededor de 60 de estas especies para resistir el calor y la sequía.
Uno de los miembros del equipo, un estudiante postdoctoral llamado Ning Qiurui, señaló que el arce japonés, que tiene hojas delgadas, sufrió la mayor cantidad de daño en todos los lugares. Ning es coautor de un papel Producido por el equipo que demuestra que las ondas de calor más intensas conducen a significativamente más daños en las hojas.
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Las plantas crecen mejor en condiciones estables. Un clima incierto significa riesgos de plantas individuales que mueren y las poblaciones se reducen.
Liu Hui, Investigador, Jardín Botánico del Sur de China
Liu explica que, mientras que una onda de calor corta solo dañará las hojas, el calor sostenido hace que las hojas se marchiten por completo mientras se secan. Es esta sequedad la que mata a los árboles.
“Durante una sequía, los árboles se secan y el aire se mete en el xilema [the vessels that transport water and nutrients through the tree]formando burbujas ”, dice Liu. “Cuando esas burbujas explotan, hacen un sonido, como si el árbol estuviera llorando con sed. Si esas burbujas bloquean un barco, el transporte de agua se corta ”. Y si se bloquean suficientes vasos, el árbol puede morir de sed. “La ola de calor y la sequía superpuestas aceleran la muerte del árbol”.
Estos hallazgos contienen los de un estudio de invernadero Publicado en 2021. Los científicos australianos habían infligido el estrés por calor y sequía en 20 especies de hoja perenne y arbusto de hoja ancha.
Determinaron que el daño causado por la deshidratación se ve exacerbado por una onda de calor concurrente. Las altas temperaturas aumentan la “conductancia estomática”: el tamaño de los poros que absorben el CO2 de la atmósfera y permiten que el vapor de agua se evapore. Eso significa una mayor pérdida de agua, que puede acelerar la muerte.
Pero las altas temperaturas pueden tener consecuencias drásticas incluso sin una sequía concurrente. Por ejemplo, la fotosíntesis solo puede ocurrir dentro de un cierto rango de temperatura.
Si las hojas son demasiado calientes, su capacidad para fotosíntesis de caídas. Los árboles también dependen de sus hojas para enfriar, a través de la transpiración, cuando liberan vapor de agua en la planta equivalente a sudar. Si las altas temperaturas matan demasiadas hojas, el árbol puede no sobrevivir.
Según un 2023 papel Publicado en la naturaleza, un aumento de temperatura del bosque tropical de aproximadamente 3.9 ° C podría dar lugar a la pérdida de todas las hojas y una gran muerte de árboles.
No solo la muerte y las sequías
Otros factores menos visibles también están en funcionamiento. Los cambios realizados por la calefacción global obstaculizarán el crecimiento de árboles y bosques. Por ejemplo, la propagación de plagas y enfermedades de las plantas, reubicaciones de animales y incendios forestales más frecuentes.
La investigación publicada en noviembre por la Universidad del Norte de Arizona estudió Aspens durante un período de 20 años. Las condiciones más calientes y más secas de los más pequeños han estado afectando a los álamos más jóvenes más duros, encontró. El estudio identificó “un cuello de botella demográfico”, mediante el cual los álamos más antiguos y más resistentes no están siendo unidos en el dosel tan fácilmente por las personas más jóvenes.
Los inviernos más cálidos también significan que los insectos se están reproduciendo más y se extienden de su territorio habitual, ejerciendo una gran presión sobre los bosques. En las regiones del noreste y medio oeste de los Estados Unidos, la sequía asociada con el cambio climático permitió que millones de orugas esponjosas de polilla eclosionen y devorar hojas de árbol.
El cambio climático continuará causando ondas térmicas más frecuentes y fotos frías. Combina esto con El efecto de la isla de calor urbanoy se vuelve muy importante repensar qué especies de árboles plantamos en nuestras ciudades. Tal acción ha sido abogado por Zhang Deshun, profesor de la Facultad de Arquitectura y Planificación Urbana de la Universidad de Tongji en Shanghai.
El arce japonés es uno de los árboles más comunes en los parques chinos. Las altas temperaturas más frecuentes de hoy significan que este árbol de hojas delgadas ya no sea adecuada allí.
¿Adaptación climática para árboles?
A pesar de los crecientes desafíos climáticos, los árboles pueden mostrar su “inteligencia” y adaptarse frente a temperaturas y sequías más altas.
“Las plantas tienen ciertas formas de lidiar con el calor”, explica Ning Qiurui. “Los tricomas en la parte posterior de las hojas pueden reducir la absorción de radiación solar. Los árboles pueden caer o reorientar sus hojas para protegerse. También depende de la especie, por supuesto “.
Las delgadas hojas del arce japonés, el guinillo y el sándalo blanco hacen que cada una de ellas sea más vulnerable al calor. Árboles con hojas más gruesas, como Crepe Myrtle, Osmanthus y Lobquat, todas las cosas mejor, encontraron la estudiar por el equipo de Liu Hui.
Ning cree que las razones para esto incluyen: las capas de cera y cutículas de hojas gruesas pueden reflejar parte de la luz solar; Las células de la hoja se organizan más de cerca y tienen un mejor aislamiento de calor; Generalmente contienen más agua y, por lo tanto, pueden combatir más fácilmente el sobrecalentamiento a través de la transpiración.
Si bien las ciudades pueden optar por plantar especies tolerantes al calor, Liu señala que nadie maneja la plantación de árboles en la naturaleza: “La naturaleza misma retendrá las especies de calor y tolerantes a la sequía y eliminará a las que no sobreviven”. Ese proceso generalmente ocurriría durante décadas o siglos, dice, pero “el cambio climático repentino e intenso podría ser demasiado para la mayoría de las plantas, lo que resulta en grandes muertes durante un corto período de tiempo”.
E incluso las plantas tolerantes al calor podrían no poder hacer frente a los extremos. Según un 2022 papel En las plantas de la naturaleza, el 60-90 por ciento de las especies de cactus se verán “afectadas negativamente” por el cambio climático. La extinción amenazará el 90 por ciento en 2070.
Sin embargo, quizás el mayor desafío del cambio climático es la incertidumbre.
“Las plantas crecen mejor en condiciones estables”, dice Liu. “Un clima incierto significa riesgos de las plantas individuales que mueren y las poblaciones se reducen”.
No solo árboles
Hace más de 1.600 años, el general Jin Dynasty Huan Wen preguntó: “Si esto es lo que se convierte en árboles, ¿cómo podemos soportar nuestro propio destino?” Eso podría ser aplicable hoy, ya que tanto los árboles como los humanos se ven obligados a adaptarse al ataque de eventos meteorológicos extremos.
“Los impactos de los eventos climáticos extremos en las plantas son abrumadoramente negativos”, dice Liu. “Las altas temperaturas sostenidas pueden alterar la fenología vegetal. Por ejemplo, pueden florecer o crecer hojas demasiado temprano, antes de que haya pasado el riesgo de una helada. Quizás no logran frutos, ya que no están sincronizados con los polinizadores.
“La sequía sostenida podría reducir la salida de la madera. Las altas temperaturas combinadas y la sequía podrían conducir a incendios forestales. Los diversos tipos de eventos climáticos extremos significan solo una cosa para la agricultura: cosechas reducidas o fallidas ”.
Los impactos de un clima más extremo en la vida vegetal nos afectan en última instancia. Investigación Al observar los datos globales entre 1964 y 2007, la producción nacional de granos cayó alrededor del 9-10 por ciento durante años de sequía o calor extremo.
Otro global estudiar Encontró un aumento de 1 ° C en la temperatura hace que los rendimientos de trigo caigan en un 2,9 por ciento, arroz en un 5,6 por ciento, maíz en un 7,1 por ciento y soja en un 10,6 por ciento. Para China, cada aumento de 1 ° C en la temperatura significa una caída del 2.6 por ciento en los rendimientos de los tres cultivos principales del país: maíz, trigo y arroz) encontró un 2019 metanálisis.
Globalmente, el ocho años De 2015 a 2022 fueron los ocho más calurosos registrados. El año pasado fue el el mejor Desde que los registros comenzaron en 1850. Sin embargo, puede ser el el mejor Veremos durante muchos años.
Los ambiciosos recortes de emisiones impulsados por gobiernos, empresas e individuos aún pueden tener un gran impacto en lo cálido que se pone el mundo. Más allá de esto, hay medidas de adaptación. China ya está tomando medidas para adaptarse: en la Estrategia Nacional de Adaptación del Cambio Climático (2035), el Ministerio de Ecología y Medio Ambiente exigir Más desastre y resiliencia climática trabajan en el sector agrícola, para garantizar la seguridad alimentaria.
Liu le dice a Dialogue Earth que en los últimos dos años, ha estado en contacto con más de 180 investigadores que trabajan en la tolerancia al calor y al frío en las plantas. Ella espera alimentar datos sobre tifones, inundaciones y frío extremo. En última instancia, esto podría crear una red nacional para monitorear el daño a las plantas desde el clima extremo, junto con un sistema de advertencia e informes tempranos.
Pero los investigadores no tienen el tiempo y los recursos necesarios. Sin apoyo externo, es probable que poco progreso. Y así, todo lo que los árboles pueden hacer es esperar.
Este artículo fue publicado originalmente en Diálogo Tierra bajo una licencia Creative Commons.
