Los árboles capturan dióxido de carbono de la atmósfera mediante la fotosíntesis y parte de ese carbono queda almacenado en troncos, raíces y suelo en forma de materia orgánica. Eso convierte a los bosques en sumideros de carbono: sistemas naturales que retiran más CO₂ del aire del que liberan.
Durante más de un siglo, los bosques caducifolios —pierden sus hojas en otoño— del noreste de Estados Unidos cumplieron ese rol de forma sostenida, en buena parte porque se recuperaron de las talas y el abandono agrícola del siglo XIX. La pregunta que empezó a preocupar a los científicos es si esa función puede durar para siempre, especialmente a medida que los bosques envejecen y el clima cambia.
Un nuevo estudio, encabezado por científicos de la Universidad del Norte de Arizona (NAU), ofrece una respuesta inquietante: al menos en el Bosque Experimental de Bartlett, en Nuevo Hampshire, esa capacidad se debilitó de manera sostenida entre 2004 y 2023, y hasta llegó a liberar más carbono del que absorbió en varios años recientes. Los resultados están disponibles en la revista científica Global Change Biology Communications.
El bosque liberó más carbono del que absorbió
Los bosques actúan como reguladores naturales del clima: a través de la fotosíntesis, los árboles absorben CO₂ de la atmósfera y lo fijan en su madera, raíces y suelo, donde puede permanecer almacenado durante décadas o siglos. Ese carbono deja de calentar la atmósfera mientras el bosque permanece en pie.
Por eso, los científicos los consideran una de las herramientas naturales más eficaces para frenar el cambio climático: según la ONU, en la última década los bosques, plantas y suelo absorbieron cerca del 30% de todas las emisiones de carbono generadas por la quema de combustibles fósiles y otras actividades humanas. Cuando están sanos, son aliados silenciosos e irremplazables del clima global.
Durante 20 años, el equipo registró el intercambio de carbono entre el bosque y la atmósfera mediante una técnica llamada covarianza de torbellinos, que mide en tiempo continuo el flujo de CO₂ entre la superficie forestal y el aire. Los resultados fueron contundentes: el bosque absorbió cada vez menos carbono con el paso de los años. En los primeros años del estudio, la captación era alta: en 2007 llegó a 325 gramos de carbono por metro cuadrado. Pero en años recientes el bosque directamente liberó más carbono del que absorbió: 22 gramos en 2021, 120 gramos en 2022 y 15 gramos en 2023.
Lo que sorprendió a los investigadores fue la causa de ese cambio. La fotosíntesis se mantuvo relativamente estable a lo largo de las dos décadas. El problema estuvo del otro lado: la respiración del ecosistema. Esto quiere decir que el CO₂ que liberan plantas, raíces y microorganismos del suelo al descomponer materia orgánica, aumentó de forma sostenida y superó cualquier ganancia en la absorción.
“Nuestros hallazgos sugieren que los bosques templados de hoja caduca maduros pueden no retirar de manera confiable más carbono del que liberan bajo el cambio global continuo”, afirmó la estudiante doctoral Darby Bergl, quien lideró el estudio.
Cómo se realizaron dos décadas de mediciones continuas
El estudio se basó en datos del Bosque Experimental de Bartlett, ubicado en Nuevo Hampshire y administrado por el Servicio Forestal del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA). Allí funciona desde 2004 una torre de 26,5 metros instalada en un sector dominado por árboles de entre 100 y 125 años, entre ellos el arce rojo, la haya americana y el abedul amarillo.
Desde entonces, la torre midió cinco veces por segundo la temperatura del aire, el vapor de agua, la concentración de CO₂ y el movimiento del viento. Con esos datos, el equipo calculó el flujo de carbono cada 30 minutos durante dos décadas. Para los períodos sin registros, el estudio recurrió a un modelo de inteligencia artificial que estimó los valores faltantes a partir de variables como la temperatura, la humedad del suelo y la radiación solar.
Los investigadores también analizaron la fenología del bosque (el calendario de eventos biológicos como la brotación de hojas en primavera y su caída en otoño) mediante fotografías periódicas.
El bosque no llegó intacto al estudio. A lo largo de su historia acumuló una tala generalizada a principios del siglo XX, un huracán en 1938, una tormenta de hielo en 1998 y décadas de lluvia ácida. Al momento del estudio, dos enfermedades activas afectaban a las hayas del lugar.
El calentamiento invernal y los cambios en la luz de verano explican el cambio
Las implicancias de esa tendencia van más allá de un bosque en Nuevo Hampshire. Gran parte de los modelos climáticos globales asume que los bosques templados continuarán absorbiendo grandes cantidades de CO₂ en las próximas décadas. Si esa capacidad se debilita, o se revierte, las proyecciones sobre el ritmo del calentamiento global podrían quedarse cortas.
El análisis del estudio identificó dos factores principales detrás del aumento de la respiración. El primero es el calentamiento invernal: la temperatura del suelo en enero, febrero y marzo aumentó entre 0,09 y 0,11 °C por año durante el período analizado. Inviernos más cálidos extienden la actividad biológica en meses en que el bosque era antes más inactivo, lo que eleva la liberación de CO₂ por parte de raíces y microorganismos del suelo incluso en pleno invierno.
El segundo factor es el aumento de la radiación difusa en agosto, es decir, la luz solar que llega a la copa del bosque dispersada por nubes y partículas en lugar de hacerlo de forma directa. A diferencia de la luz directa, la radiación difusa se distribuye de manera más uniforme entre todas las hojas del árbol, incluidas las que están en sombra, lo que mejora la fotosíntesis del bosque en su conjunto.
Pero ese mayor ingreso de carbono por fotosíntesis también estimuló la actividad de los microorganismos del suelo, lo que aceleró la descomposición de materia orgánica y, con ello, la liberación de CO₂. En otras palabras, el bosque fotosintetizó más, pero respiró aún más.
Andrew Richardson, catedrático en el Centro de Ciencia y Sociedad de los Ecosistemas de la NAU (Ecoss) y autor principal del estudio, señaló: “Nuestros resultados muestran claramente los impactos de largo plazo del cambio en el clima invernal sobre la salud y la productividad de los bosques del norte”. El envejecimiento del bosque también podría contribuir a esa tendencia: a medida que los árboles maduran, los costos de mantenimiento celular aumentan y la eficiencia en el uso del carbono disminuye, lo que eleva la respiración sin un aumento equivalente en la fotosíntesis.
“El hecho de que solo hayamos detectado este debilitamiento del sumidero de carbono después de dos décadas de mediciones continuas subraya la importancia de la inversión sostenida en la investigación ecológica de largo plazo”, concluyó Bergl.
