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Algoritmo brasileño busca proyectar futuro de la selva amazónica y prever cambios en la captación del CO2 (46 notícias)

Publicado em 22 de maio de 2023

En la imagen, las investigadoras Bárbara Cardelli y Blanca Fazio Rius analizan datos del CAETÉ en el Laboratorio del Centro de Investigaciones Meteorológicas y Climáticas Aplicadas a Agricultura de la Unicamp

Agencia FAPESP (Brasil)

Luciana Constantino.

Un grupo de investigadores de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp) desarrolló un algoritmo capaz de proyectar el futuro de la vegetación amazónica, presentando escenarios con transformaciones de la selva provocadas por el cambio climático.

Uno de los resultados muestra que un clima más seco en la región, con una reducción del 50% en las precipitaciones, podría aumentar la diversidad, pero con tasas de almacenamiento de carbono más bajas.

Esto se debe a que se incrementaría el almacenamiento de dióxido de carbono (CO2) en las raíces de la vegetación en detrimento de la absorción a través de hojas y troncos, que tienen una mayor capacidad de acumulación. Teniendo en cuenta diferentes situaciones, los científicos calcularon que la absorción podría ser entre un 57,48 y un 57,75 % menor en comparación con las condiciones climáticas habituales.

El primer algoritmo exclusivamente brasileño de su tipo, fue apodado CAETÊ, que en lengua tupi-guaraní significa “bosque virgen”. El nombre proviene del acrónimo CArbon and Ecosystem funcional-Trait Evaluation model (en traducción libre: modelo para evaluar características funcionales de carbono y ecosistema). Sus primeros resultados se describen en un artículo publicado en la revista científica Ecological Modeling.

CAETÊ simula fenómenos naturales utilizando ecuaciones matemáticas alimentadas por datos de condiciones ambientales, como lluvia, incidencia solar y niveles de CO2. Con esta información, el algoritmo responde cuál puede ser la tasa de fotosíntesis en determinadas condiciones o en qué parte la planta almacenará más carbono (raíces, hojas o troncos). A través de esta información, es posible llegar a la cantidad de carbono que el bosque puede almacenar y en qué punto la vegetación nativa ya no se recupera.

“El principal resultado de la investigación fue demostrar que la inclusión de la diversidad en los modelos de vegetación mejora la capacidad de proyección frente al cambio climático, aumentando la credibilidad. Y el segundo punto, un resultado inesperado, muestra que, después de aplicar una reducción del 50% de las precipitaciones, hubo un aumento en la diversidad de estrategias de las plantas, pero con una menor remoción de carbono de la atmósfera. Esto puede tener un resultado diferente en la mitigación del cambio climático. En este caso, el aumento de la diversidad puede no indicar necesariamente un balance positivo”, dice Bianca Fazio Rius, primera autora del artículo y estudiante de doctorado del Instituto de Biología (IB) de la Unicamp.

Rius recibe apoyo de la FAPESP, que también financió el estudio a través de una beca a João Paulo Darela Filho y de AmazonFACE, un programa de investigación que estudia, a través de experimentos de campo, cómo el aumento del CO2 atmosférico afecta la selva amazónica, su biodiversidad y los servicios ecosistémicos ( descúbrelo aquí: amazonface.unicamp.br/#).

La investigadora forma parte del equipo del Laboratorio de Ciencias del Sistema Terrestre, coordinado por el profesor David Montenegro, quien supervisó el estudio.

“Con el CAETÊ, al mismo tiempo que se busca mejorar la representación de la enorme diversidad biológica de la mayor selva tropical del mundo, también se crea un estímulo para la recolección de datos en campo, que aún es necesaria para este tipo de modelo”, explica Lapola a la Agencia FAPESP.

El profesor fue uno de los brasileños que, junto con otros 34 científicos de instituciones nacionales e internacionales, firmaron un artículo que apareció en la portada de la revista Science, a principios de este año, mostrando que cerca del 38% del área actual de la Amazonía sufre algún tipo de degradación causada por cuatro factores: incendios, tala selectiva (en su mayoría ilegal), efectos de borde (que son cambios en las regiones forestales próximas a las zonas deforestadas) y sequías extremas. El resultado es que las emisiones de carbono derivadas de la pérdida paulatina de la vegetación son equivalentes o incluso superiores a las registradas por la deforestación (lea más en: agencia.fapesp.br/40568/).

Ventajas y desventajas

Los modelos de vegetación se han utilizado ampliamente para explorar el destino del presupuesto de carbono de la selva amazónica en las condiciones climáticas futuras proyectadas. Estudios anteriores ya han demostrado que en los últimos 40 años la Amazonía se ha vuelto 1°C más cálida y ha habido una reducción de hasta un 36% en el nivel de precipitaciones en algunas zonas. Como reflejo de la deforestación, la degradación vegetal y el calentamiento global, el bosque también ha perdido su capacidad de absorber CO2.

Además, un informe difundido el 17 de mayo por la Organización Meteorológica Mundial advierte que la temperatura global debería alcanzar niveles récord en los próximos cinco años debido a los gases que provocan el efecto invernadero y el fenómeno El Niño, con una previsión de reducción del régimen pluviométrico para la Amazonía.

Sin embargo, los algoritmos actuales se basan en un pequeño conjunto de los llamados tipos funcionales de plantas (PFT, en su sigla en inglés), con subrepresentación de la diversidad. Con esto, se simplifica la combinación de características encontradas en los ecosistemas modelo dada la complejidad del más grande bosque tropical del mundo, generando escenarios limitados o que sobrestiman los impactos del cambio ambiental.

Entre los tipos existentes actualmente se encuentran los modelos dinámicos de vegetación global (DGVM), software que realiza simulaciones y proyecciones de la dinámica vegetacional de una región, entre ellos el Jena Diversity (JeDi).Por otra parte, entre las ventajas de las simulaciones está el hecho de que no dependen de la logística y las grandes inversiones, necesarias para llevar a cabo un experimento de campo a gran escala.

Punto de inflexión

Rius explica que el estudio no se centra en las especies. “Utilizamos la idea de que cada individuo, incluso los individuos dentro de una especie, puede considerarse un tipo de estrategia para lidiar con el ambiente. Las estrategias creadas computacionalmente no necesariamente pertenecen a una determinada especie”, dice.

La investigadora explicó que las estrategias representan un conjunto de características de plantas o cualquier ser vivo que van a decir cómo responde o afecta el medio ambiente. Es decir, una planta que adapta la profundidad de la raíz para poder acceder al agua en función de la altura del nivel freático. Esto puede determinar la supervivencia y reproducción de estos individuos, estando ligado a servicios ecosistémicos, como la capacidad de absorber carbono o generar humedad para el ciclo de lluvias.

“Lo que vimos con el clima cada vez más seco fue un cambio en la ocurrencia de tipos de estrategias de vida en la Amazonía. Observamos un aumento en la ocurrencia de estrategias similares a las del Cerrado. Es como si el Cerrado entrara en el bosque, un desenlace que ya han dado otras obras”, añade Rius.

Los científicos señalan que la investigación con CAETÊ trajo más evidencias de que la inclusión de la variabilidad y la diversidad puede tener implicaciones para modelar el llamado “punto de inflexión” de la Amazonía, cuando la vegetación natural ya no puede recuperarse. Uno de los primeros artículos en abordar el tema fue firmado por los investigadores Thomas Lovejoy (1941-2021), biólogo que acuñó el término “diversidad biológica”, y Carlos Nobre, copresidente del Panel Científico para la Amazonía, destacando la importancia del ciclo hidrológico de la selva tropical no sólo para Brasil sino también para América del Sur y otras regiones.

A través de la evapotranspiración, el bosque garantiza humedad durante todo el año, lo que contribuye, por ejemplo, a las lluvias en partes de la cuenca del Río de la Plata, especialmente en el sur de Paraguay, Brasil, Uruguay y el centro-este de Argentina.

Histórico

CAETÊ comenzó a crearse en 2015 en base al modelo del ecosistema CPTEC-PVM2, que tuvo a Lapola como uno de los involucrados en el desarrollo inicial.

“La mayoría de los modelos de vegetación representan a la Amazonía con dos o tres tipos de estrategias. La propuesta era incluir una mayor diversidad. Seguiremos desarrollándolo, porque un modelo nunca está listo”, dice Rius.

En esa línea, la estudiante de doctorado del IB de la Unicamp, Bárbara Cardeli, se unió al grupo y está trabajando en el modelo para incluir un módulo destinado a cuantificar los servicios ecosistémicos. “La idea es que, de manera sencilla, se pueda ver a través de algunos procesos, por ejemplo, cómo las estrategias de vegetación asignan carbono, qué servicios ecosistémicos están asegurados o no. Queremos incluir datos numéricos, valores, cómo se están ofreciendo estos servicios”, dice Cardeli.

En la visión de los investigadores, el CAETÊ puede convertirse en una herramienta que proporcione datos para la toma de decisiones y la construcción de políticas públicas dirigidas al mercado de carbono. Durante la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP26), Brasil asumió el compromiso de reducir las emisiones de carbono del país en un 50% para 2030 con respecto a los datos de 2005 y neutralizarlas para 2050.

El artículo “Una mayor diversidad funcional mejora el modelado del almacenamiento de carbono en los bosques amazónicos” se puede leer en: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304380023000510?via%3Dihub#preview-section-snippets.