Los modelos climáticos actuales subestiman cómo las plantas deben racionar su uso del agua en las sequías

Una nueva investigación ha demostrado que los modelos climáticos actuales subestiman cómo las plantas deben racionar su uso del agua en respuesta al aire seco y sobreestiman el efecto del suelo seco.

Los resultados, publicados este lunes en la revista 'Nature Climate Change' sugieren que las plantas de muchas regiones bloquearán menos agua de lo esperado durante las sequías calientes en el futuro, dejando más agua disponible para filtrarse en embalses, acuíferos subterráneos, ríos, lagos y arroyos.

"Estas son buenas noticias", destaca la coautora del estudio Alexandra Konings, profesora asistente de Ciencias del Sistema Terrestre en la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de de la Universidad de Stanford (Stanford Earth).

Sin embargo, los hallazgos también tienen una parte negativa: si bien los recursos hídricos pueden estar menos disminuidos, el crecimiento de las plantas y la absorción de carbono probablemente sufrirán más de lo que la mayoría de los modelos predicen.

"Si las plantas tendrán o no mejores resultados en futuras sequías es una pregunta más compleja --admite el autor principal Yanlan Liu, investigador postdoctoral en el laboratorio de Konings--. Pero ahora sabemos que las plantas usarán menos agua de lo esperado".

Para los cultivos agrícolas esto significa que las mejores estimaciones disponibles de las necesidades futuras de agua, el crecimiento y la vulnerabilidad son "probablemente incorrectas" durante los períodos en que la atmósfera es muy seca, añade otro de los autores del estudio, Mukesh Kumar, profesor asociado de Ingeniería Civil, de Construcción y Ambiental en la Universidad de Alabama.

Los científicos observaron específicamente un componente de los modelos climáticos que estima la evapotranspiración, que se refiere a la velocidad a la que la superficie terrestre y las plantas de la Tierra devuelven el agua a la atmósfera.

"Gran parte del equilibrio hídrico en cualquier ecosistema dado va a la evapotranspiración, tiene implicaciones sobre la cantidad de agua que queda para los recursos hídricos para las personas --señala Konings--. También tiene grandes efectos sobre el clima y el clima".

Un enfoque de modelo común trata este proceso dinámico más o menos en función de la humedad del suelo. "Eso no es realista porque la vegetación responde a la sequía en función de la cantidad de agua dentro de las hojas", señala Konings.

Pocos modelos climáticos intentan desentrañar los efectos del suelo seco y el aire seco cuando predicen cambios en la evapotranspiración. "Los modelos en uso ahora funcionan realmente bien si estás promediando condiciones húmedas y secas durante varios años, pero no en tiempos de sequía", precisa Konings, quien también es becario en el Instituto de Medio Ambiente de Stanford Woods.

Este enredo se vuelve cada vez más problemático ante el cambio climático. En algunos puntos calientes de todo el mundo, los episodios de calor peligrosamente húmedo son sorprendentes con una gravedad y frecuencia cada vez mayores. Pero a medida que aumentan las temperaturas, apunta Konings, la mayoría de las sequías irán acompañadas de aire relativamente seco.

El aire más caliente simplemente puede retener más vapor de agua que el aire más frío, lo que significa que la atmósfera se satura menos si se calienta sin agua adicional. Como resultado, si bien los cambios futuros en la humedad del suelo son difíciles de predecir y es probable que varíen según la región, señala, "la sequedad atmosférica se irá por las nubes".

Los investigadores modelaron el efecto de este secado en los hábitos de bebida de las plantas al ampliar las respuestas en el sistema hidráulico de la planta: las tuberías y válvulas dentro de las raíces, tallo y hojas de una planta.

Desarrollaron técnicas matemáticas para derivar las tasas de evapotranspiración a partir de una combinación de conjuntos de datos ampliamente disponibles, incluidos los registros de la textura del suelo, las alturas del dosel, los tipos de plantas y los flujos de carbono y vapor de agua en 40 sitios en todo el mundo. Luego, verificaron sus técnicas con medidas limitadas de evapotranspiración del mundo real.

El desarrollo de un modelo hidráulico, en sí mismo, no es el primero. Pero los investigadores fueron más allá, comparando los diferentes enfoques de modelos para comprender el impacto de la hidráulica de la planta en diversas condiciones y descubrieron que los enfoques más utilizados para estimar la evapotranspiración omiten alrededor del 40 por ciento del efecto del aire seco.