16 de agosto de 2023

Los efectos del cambio climático: de la selva tropical a la sabana

Estoy de pie en una alta torre, más alta que el árbol más alto, contemplando vastas extensiones de selva tropical... y de repente se me aclaran muchas cosas. En primer lugar, no sabía que una brisa fresca pudiera aliviar tanto la humedad y el calor de la selva. Segundo, a las avispas les encanta construir sus nidos en estructuras altas de madera o metal y recibir una picadura en la cara es desagradable, pero gracias a Dios por esa brisa fresca. En tercer lugar, ver el bosque desde arriba a primera hora de la mañana explica totalmente el término "ciclo hidrológico", porque prácticamente puedo ver cómo los árboles evaporan gotas de agua en el aire, forman nubes y caen como gotas de lluvia más lejos sobre ese mismo bosque tras ser arrastradas por esa increíble brisa. 

La selva amazónica produce su propia lluvia. Y menos bosque significa menos precipitaciones. Como la destrucción de la selva afecta al clima y viceversa, la preocupación es que la Amazonia se vea atrapada en un conjunto de bucles de retroalimentación que podrían acelerar drásticamente el ritmo de pérdida y degradación de la selva y llevarla a un punto de no retorno. Este "punto de inflexión" puede producirse cuando muera un determinado porcentaje del hábitat amazónico, tras lo cual todo se convertirá en un ecosistema similar a la sabana. 

Aunque no se sabe con certeza cuánto falta para que la Amazonia alcance este punto de inflexión, ya se están produciendo cambios significativos en los patrones climáticos, la selva y los animales. ¿Estamos al borde de este punto de inflexión?

Incendios y sequías

Algunos ecosistemas necesitan el fuego para sobrevivir. Por ejemplo, en algunas partes de Europa y Norteamérica, las semillas de los pastizales sólo pueden brotar después de un buen incendio. Los relámpagos pueden crear una chispa muy necesaria y rejuvenecer el ecosistema. Sin embargo, este no es el caso de una selva tropical. Los incendios no son naturales y son muy destructivos. 

En las selvas tropicales, los incendios no son naturales y son muy destructivos. En 2022 se detectaron 983 grandes incendios en toda la Amazonia, que afectaron a casi un millón de hectáreas (2,5 millones de acres).

En 2022, se detectaron 983 grandes incendios en toda la Amazonia, que afectaron a casi 1 millón de hectáreas (2,5 millones de acres). Estos incendios quemaron una cantidad considerable de biomasa, a menudo en tierras recientemente deforestadas. Los incendios son provocados por el hombre, que prepara sus tierras para la agricultura, la tala, pero sobre todo la ganadería. Un estudio publicado por el Instituto de Investigación Medioambiental de la Amazonia (IPAM) en octubre de 2021 mostraba que los pastos para el ganado ocupaban el 75% de la superficie deforestada en tierras públicas de la Amazonia. 

Todos esos incendios, y la consiguiente tierra estéril, tienen un efecto sobre el clima local. La evapotranspiración del bosque aporta hasta el 41% de la precipitación media en el Amazonas.  

Y ahora, por primera vez, los investigadores han demostrado una clara correlación entre la deforestación local y las precipitaciones regionales.

Según el estudio, cuantos más bosques tropicales se talen en los países, menos podrán depender los agricultores locales de la lluvia para sus cultivos y pastos. Los cambios en las precipitaciones anuales podrían reducir el rendimiento de los cultivos en un 1,25% por cada 10 puntos porcentuales de pérdida de cubierta forestal, lo que podría intensificar el cambio climático y las sequías en el futuro. Se espera que estos resultados animen a las empresas agrícolas y a los gobiernos de la Amazonia, las regiones de la cuenca del Congo y el sudeste asiático a invertir más en la protección de los árboles y otra vegetación.

Una selva tropical sin lluvia no está bien, y la sequía extrema ya es una realidad en ciertas partes del Amazonas. Los datos actuales muestran que la estación seca se ha prolongado aproximadamente un mes en el sur de la Amazonia desde mediados de la década de 1970. Mientras tanto, la Amazonia occidental se ha visto afectada por múltiples sequías "únicas en un siglo": una en 2005, otra en 2010 y otra en 2015/2016. Esto podría deberse a una combinación apremiante de calentamiento del clima y crecimiento de la población humana a la que la región nunca se había enfrentado antes. Las perspectivas apuntan a que los periodos de sequía podrían ser más frecuentes a medida que aumenten las temperaturas en el Océano Atlántico Norte tropical y los seres humanos sigan quemando miles de kilómetros cuadrados de bosques para la agricultura.

Estos sucesos y los estudios correspondientes hacen temer que la Amazonia se acerque muy rápidamente a un punto de inflexión a partir del cual la selva ya no podrá generar sus propias precipitaciones y la vegetación se secará. 

De sumidero de carbono a fuente de carbono

La biología básica nos enseña que los árboles y las plantas absorben dióxido de carbono en sus tejidos y proporcionan oxígeno a cambio. Gracias a ello, los animales pueden respirar y sobrevivir. (¡Gracias, árboles!) Este proceso también demuestra que los bosques pueden ser un aliado importante para frenar el cambio climático, pero... sólo en las circunstancias adecuadas. 

Mientras que los bosques tropicales sanos son un sumidero (capturan) de dióxido de carbono atmosférico, los bosques degradados son una fuente (liberan) de dióxido de carbono. Cuando los árboles mueren o se queman, emiten el dióxido de carbono que tenían almacenado en sus tejidos. Que un bosque sea fuente o sumidero de gases de efecto invernadero depende de las pérdidas locales, como la deforestación, la quema de biomasa y la mortalidad de los árboles. 

De sumidero de carbono a fuente de carbono. Que un bosque sea fuente o sumidero de gases de efecto invernadero depende de las pérdidas locales, como la deforestación, la quema de biomasa y la mortalidad de los árboles. 

Para hacer predicciones correctas sobre el nivel de captura y liberación de CO2, tenemos que observar el paisaje más de cerca. El Amazonas no sólo incluye bosques intactos, sino también:

• bosques degradados y talados
• no forestales naturales
• zonas agrícolas y urbanas
• sistemas acuáticos, incluidos los humedales

Todo ello contribuye al ciclo regional del carbono. Un estudio reciente , basado en 12 años de datos por satélite, ha revelado que algunas zonas de la Amazonia se han convertido en una fuente neta de carbono debido a la deforestación y a la reducción de la densidad de carbono en los bosques locales. En algunas regiones, la producción de CO2 es mayor que su absorción por el crecimiento forestal, lo que puede considerarse una situación insostenible.  

A escala mundial, algunos bosques se han convertido en claras fuentes de carbono, mientras que otros siguen siendo sumideros de carbono. Se ha demostrado que, en los últimos 20 años, los bosques del sudeste asiático se han convertido colectivamente en una fuente neta de emisiones de carbono debido a la tala masiva para plantaciones, los incendios incontrolados y el drenaje de los suelos de turba. La selva amazónica es una fuente en algunos lugares y un sumidero en otros. De las tres selvas tropicales más grandes del mundo, sólo el Congo tiene suficiente bosque en pie para seguir siendo un fuerte sumidero neto de carbono. La selva tropical del Congo captura 600 millones de toneladas métricas más de dióxido de carbono al año de las que emite, lo que equivale a un tercio de las emisiones de CO2 de todo el transporte estadounidense.

En total, todos los bosques del mundo combinados, los bosques son actualmente un sumidero neto de carbono (-7,6 ± 49 GtCO2e yr-1), lo que refleja un equilibrio entre la absorción bruta de carbono (-15,6 ± 49 GtCO2e yr-1) y las emisiones de carbono procedentes de la deforestación y otras perturbaciones (8,1 ± 2,5 GtCO2e yr-1). Los autores subrayan que proteger los bosques que quedan en las tres regiones es fundamental para mitigar el cambio climático. Predicen que, en un futuro próximo, es probable que los bosques tropicales se conviertan en una fuente de carbono, debido a la continua pérdida de bosques y al efecto del cambio climático sobre la capacidad de los bosques restantes para capturar el exceso de dióxido de carbono atmosférico. Esto hará más difícil limitar el calentamiento global por debajo de 2 °C. 

Para ver estos flujos de gases de carbono proyectados en un mapa mundial detallado, consulte este mapa de datos de "flujo neto de gases de efecto invernadero" de Global Forest Watch.
Échale un vistazo

Dos de los científicos que estudian estos flujos de gases atmosféricos en la Amazonia peruana son el prof. Eric Cosio y el ingeniero Fabián Limonchi, de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Son expertos en colgarse de torres de observación a alturas de vértigo -al menos 60 metros, muy por encima de las copas de los árboles- y en conectar tuercas con pernos a sus equipos científicos para medir el aire que hay sobre los árboles. Los medidores de flujo de gases instalados miden el carbono, el metano y el vapor de agua en la atmósfera. Su estudio ayuda a comprender cuándo los bosques actúan como sumideros o fuentes de estos gases, y también muestra cómo difieren en los distintos ecosistemas - bosque primario, bosque secundario, humedales y altiplano andino. 

Fabián: "El proyecto comenzó en 2011, con el establecimiento de la primera torre en la región de Tambopata, en el sureste de Perú, como parte de un proyecto global iniciado por SAGES", siglas de la Alianza Escocesa para las Geociencias, el Medio Ambiente y la Sociedad. Ya tenían muchos datos de la Amazonia brasileña, pero no de Perú. Esta parte de la Amazonia tiene suelos y patrones de lluvia diferentes, y está cerca de los Andes, lo que crea un entorno global diferente, por lo que se necesitaban mediciones locales precisas". El esfuerzo global de medir los gases atmosféricos requiere que todas las partes utilicen la misma metodología. La técnica empleada se denomina "covarianza de Foucault ", un método micrometeorológico que permite detectar cambios mínimos en los flujos de gases tomando mediciones cada minuto, cada hora, cada día, cada mes y cada estación. 

Entonces, ¿cuándo son los bosques tropicales sumideros de carbono y cuándo fuentes? Además de los resultados obvios de que los bosques son fuentes de carbono cuando arden, Fabian explica que los patrones indican que cuando el clima local es seco, el bosque se convierte en fuente. "Vemos que cuando cesa la evapotranspiración, los árboles también dejan de absorber CO2. Esto puede ser un cambio temporal, porque cuando empieza la estación de lluvias, el bosque debería volver directamente a ser un sumidero". 

El Dr. Eric Cosio especifica: "En términos de intercambio neto de CO2, los bosques de Tambopata representan una fuente neta anual de CO2 a la atmósfera [~5 MgC/ha/año]. Estas emisiones estaban probablemente relacionadas con un aumento de la mortalidad de los árboles grandes, como muestra el análisis de los datos de las parcelas forestales permanentes. Los mecanismos de este aumento de la mortalidad de los árboles incluyen, entre otros, fenómenos meteorológicos extremos como sequías prolongadas". El año pasado visitó la Conferencia de la Unión Geofísica Americana y sus colegas científicos señal aron que la resistencia de los bosques a los fenómenos meteorológicos extremos se está viendo afectada, muriendo sobre todo los árboles más grandes. "Esto puede desencadenar un ciclo de sucesión en estos bosques con resultados inciertos".

¿Cómo puede ayudar la climatología a proteger los bosques, según los científicos del clima? Fabian cree que publicar más de los mismos resultados científicos no ayuda mucho: "¡Simplifiquemos el mensaje y eduquemos a la gente! Necesitamos que los políticos actúen, por ejemplo creando oportunidades de vida alternativas que no afecten negativamente a la selva". Pero no sólo los políticos peruanos: éste es un problema global que requiere esfuerzos globales".

Especies sensibles

Un oso polar sobre hielo derritiéndose es una imagen obvia que viene a la mente cuando se piensa en el cambio climático afectando a la biodiversidad. Las especies de los trópicos ya están acostumbradas al calor, así que ¿importaría que hiciera un poco más de calor? La realidad es que las especies de los trópicos pueden no estar adaptadas a los extremos climáticos en absoluto, ya que los trópicos tienen un clima relativamente estable durante todo el año. La mayoría de las especies tropicales son sensibles a las temperaturas atípicas y a la sequía. 

Los estudios demuestran que los animales se ven afectados por el cambio climático de diversas formas directas e indirectas:

• Un clima cambiante puede provocar la destrucción del hábitat por incendios, inundaciones, sequías, acidificación de los océanos, etc., obligando a individuos y especies enteras a trasladarse a nuevas zonas o perecer. Del mismo modo, un clima cambiante hace que las especies sobrevivan en altitudes y latitudes que antes no podían soportar, ampliando su área de distribución y aumentando la competencia con las especies que ya estaban allí.
• Las especies tienen que adaptarse a los cambios de estación y a los fenómenos naturales concurrentes, por ejemplo reproduciéndose más tarde o hibernando más tiempo.
• Los cambios climáticos pueden provocar cambios en la propia especie, en su fisiología, para hacer frente al calor o al frío extremos. Resumiendo: las especies pueden responder a los retos del cambio climático adaptándose en el espacio (por ejemplo, área de distribución), en el tiempo (por ejemplo, fenología) y en sí mismas (por ejemplo, fisiología). 

En las aves tropicales, los efectos del cambio climático ya son visibles. Un estudio del Dr. Vitek Jirinec et al. (2021) demostró que las 77 especies estudiadas de aves no migratorias del sotobosque de la selva amazónica primaria presentaban un menor peso corporal desde principios de los años ochenta. Además, un tercio de las especies había aumentado la longitud de sus alas como respuesta al aumento de las temperaturas. 

El Dr. Jirinec explica que su estudio de campo de varios años no fue coser y cantar: "Lo hice para mi tesis doctoral, el sitio de campo estaba cerca de Manaos. Era muy difícil hacer investigación relacionada con el clima en Brasil, ya que había mucha burocracia y esto fue incluso antes de que Bolsonaro fuera instalado como presidente de Brasil."

"Queríamos averiguar qué estaba ocurriendo con las comunidades de aves del bosque. El descenso general de la abundancia era obvio, pero queríamos saber si también había cambios en la condición corporal. Sospechábamos una disminución de la masa corporal a lo largo del tiempo como respuesta al aumento de las temperaturas. En condiciones de calor extremo, compensa tener una mayor superficie [área de piel] en relación con la masa corporal [tamaño] para deshacerse del exceso de calor corporal. Si se intenta conservar el calor, interesa tener una relación superficie/masa corporal pequeña para no perder calor corporal. Viceversa, se pierde mejor el calor con una gran superficie, por ejemplo, piensa en los pequeños zorros del desierto con grandes orejas". 

La hipótesis del Dr. Jirinec resultó ser correcta: midieron un aumento de la relación superficie/volumen, aves más pequeñas con alas más grandes, en toda la comunidad, incluso en las especies que aumentaban en abundancia.

La regla de Bergmann es una regla ecogeográfica que establece que dentro de un clado taxonómico ampliamente distribuido, las poblaciones y especies de mayor tamaño se encuentran en ambientes más fríos, mientras que las poblaciones y especies de menor tamaño se encuentran en regiones más cálidas. Parece que el cambio climático está extrapolando esta regla, haciendo que las especies más pequeñas sean aún más pequeñas. Pero, ¿podrá la evolución avanzar lo bastante rápido para que estas especies puedan hacer frente al aumento anual de las temperaturas extremas? ¿Y cómo de pequeñas pueden llegar a ser las aves? Jirinec: "Esta adaptación evolutiva les permite sobrevivir al cambio climático. Pero tiene limitaciones, estas especies no pueden encogerse para siempre. Creemos que estas aves del sotobosque potencialmente ya están alcanzando ese umbral".

El estudio de Jirinec también demostró que la sensibilidad climática depende del lugar del bosque en el que vivan estas aves: "Hay un gradiente en los efectos climáticos desde el suelo del bosque hasta el dosel. Las fluctuaciones climáticas no son tan profundas en el suelo, ya que los árboles actúan como amortiguadores de la temperatura, pero en el dosel la temperatura fluctúa mucho. Las aves del dosel pueden descender hacia el suelo del bosque, pero las del suelo no pueden desplazarse a terrenos aún más bajos. Por eso vemos que las aves del sotobosque son las que más están disminuyendo". 

Jirinec está de acuerdo en que este efecto del cambio climático en las aves tropicales no es fácil de prevenir: "Es difícil, abordar algo como la fragmentación del hábitat es mucho más fácil de resolver. Este estudio es una razón más para luchar contra el cambio climático tanto a escala local como a gran escala. Algo que podría hacerse con bastante rapidez es crear refugios microclimáticos, donde las aves estén protegidas de las fluctuaciones de temperatura a gran escala".

Aunque el cambio climático afecta a la biodiversidad, también funciona a la inversa: la biodiversidad contribuye a la estabilidad ecológica y climática de la cuenca amazónica. Sin embargo, está cada vez más amenazada por la deforestación y los incendios. En Brasil, las políticas forestales que se iniciaron a mediados de la década de 2000 se correspondieron con una reducción de las tasas de quema. Sin embargo, la aplicación relajada de estas políticas en 2019 por el presidente Bolsonaro aparentemente ha comenzado a revertir esta tendencia: aproximadamente 4.253-10.343 km2 de bosque se han visto afectados por el fuego, lo que ha provocado algunos de los impactos potenciales más graves sobre la biodiversidad desde 2009.

¿Hemos alcanzado ya el "punto de inflexión"?

Dado que este ecosistema mantiene su propio ciclo de lluvias, vital para su supervivencia, ¿qué ocurriría si este bucle de retroalimentación se viera interrumpido por una sequía extrema? En un artículo de opinión publicado en 2009 en la revista Environmental Sustainability, los científicos Nobre y Borma hablaron por primera vez de "puntos de inflexión" para la selva amazónica. Advertían de que el equilibrio entre el bosque y el clima podría verse alterado por una serie de cambios provocados por el hombre, que convertirían la selva rápidamente y sin control en un ecosistema similar a la sabana. En aquel momento, estimaron que el "punto de inflexión" se alcanzaría cuando la superficie total deforestada superase el 40% y las temperaturas globales aumentasen entre 3 y 4 ºC. 

En 2018, el Dr. Thomas Lovejoy (1941-2021) se unió al Dr. Carlos Nobre en el uso del término 'Punto de inflexión amazónico ' para pedir una acción inmediata como última oportunidad para la Amazonia. En ese momento, las estimaciones de cuándo se alcanzaría el punto de inflexión se volvieron mucho más conservadoras: 'Creemos que las sinergias negativas entre la deforestación, el cambio climático y el uso generalizado del fuego indican un punto de inflexión para que el sistema amazónico cambie a ecosistemas no forestales en el este, el sur y el centro de la Amazonia en un 20-25% de deforestación.' Los autores señalaron que la gravedad de las sequías de 2005, 2010 y 2015-16 bien podría representar los primeros destellos de este punto de inflexión ecológico. Estos sucesos, junto con las graves inundaciones de 2009 y 2012 (y de 2014 en el suroeste de la Amazonia), sugieren que todo el sistema está oscilando. 

Ahora nos encontramos con la información más reciente sobre este punto de inflexión. Se ha descubierto que importa dónde tenga lugar esta deforestación. Dado que los ciclos de humedad de las precipitaciones proceden del Océano Atlántico, del este, lo más importante es mantener intactos los bosques del este. Pero, como puede verse en los mapas del MAAP (Proyecto de Seguimiento de la Amazonia Andina) de 2022, ya ha desaparecido el 31% de la Amazonia oriental. Este hallazgo es crítico", dice el informe, ya que es probable que el punto de inflexión se desencadene en el este. 

Dado que ya se ha superado el límite del 20% de deforestación en la Amazonia oriental, es difícil ignorar los cambios que se están produciendo en toda la selva. Según este estudio reciente, por cada tres árboles que mueren debido a la sequía en el Amazonas, un cuarto árbol, aunque no esté directamente afectado por la sequía, también morirá. Con menos árboles en el este para reciclar la humedad debido a la sequía y la deforestación, el resto del Amazonas se vuelve más seco. Una vez más,los autores insisten en que los umbrales no lineales en el equilibrio hidrológico de la selva tropical podrían superarse en condiciones futuras más secas, dando lugar a transiciones forestales autoamplificadas.

Por si esto no fuera suficiente, parece que la selva amazónica presenta una importante teleconexión con otros puntos de inflexión globales. Este estudio identificó una "fuerte correlación" entre las anomalías de temperatura en el Amazonas y la meseta tibetana, separadas por unos 15.000 kilómetros (9.300 millas), en los últimos 40 años. Simultáneamente, el estudio identificó la misma relación con el Amazonas y la Antártida.

Solución: gobernanza local y a gran escala

Hace poco, un perfil llamado "The Amazon We Want " apareció en mi feed de "perfiles de Instagram sugeridos". Al principio no le di mucha importancia, ya que tenía menos de 1.000 seguidores y un nombre de cebo. Pero me equivocaba: la iniciativa "La Amazonia que queremos" es el nombre popular del Panel Científico para la Amazonia (SPA) de la Red de Soluciones para el Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas, fundada en 2021. El SPA está compuesto por más de 200 científicos e investigadores preeminentes de los ocho países amazónicos, la Guayana Francesa y socios globales. Estos expertos se reunieron para debatir, analizar y reunir el conocimiento acumulado de la comunidad científica, los pueblos indígenas y otras partes interesadas que viven y trabajan en la Amazonia. 

Se trata de un informe pionero que ofrece una evaluación científica exhaustiva, objetiva, abierta, transparente, sistemática y rigurosa del estado de los ecosistemas amazónicos, las tendencias actuales y sus implicaciones para el bienestar a largo plazo de la región, así como las oportunidades y opciones políticas pertinentes para la conservación y el desarrollo sostenible. 

Los informes que crearon son todo lo que siempre has querido y necesitado saber sobre el Amazonas. Son increíbles y de libre acceso en www.theamazonwewant.org. 

Las soluciones que describen se basan en conocimientos científicos y tradicionales, guiados por los principios y valores de una visión "Amazonia viva". Esta visión propone un modelo de desarrollo sostenible para la Amazonia que sea socialmente justo, inclusivo y ecológica y económicamente floreciente. Reconoce el papel de la Amazonia en el siglo XXI y la necesidad de economías que puedan mantener la integridad y la diversidad ecológicas, proteger los ecosistemas terrestres y acuáticos, restaurar y remediar los ecosistemas afectados, empoderar a la población amazónica, proteger los derechos humanos y los derechos de la naturaleza y promover el bienestar de los seres humanos y la naturaleza. 

Las soluciones propuestas se basan en tres pilares:

1. Conservación, restauración y rehabilitación de sistemas terrestres y acuáticos
2. Desarrollo de una bioeconomía innovadora, saludable, de bosques en pie y ríos caudalosos
3. Reforzar la ciudadanía y la gobernanza amazónicas

Algunas de las acciones clave mencionadas en el informe:

• Prevención inmediata de la deforestación y la degradación, especialmente en el sur y el este de la cuenca, donde varias especies están en peligro crítico. 
• La conservación de los bosques y la prevención de su degradación deben complementarse con medidas de protección de los ecosistemas acuáticos y no forestales. Esto requerirá cambios multisectoriales en la planificación de la energía y la minería y en el uso de productos agroquímicos. 
• Una nueva visión de la población y la naturaleza de la Amazonia, un apoyo renovado a las zonas protegidas y las tierras indígenas e inversiones en estrategias económicas alternativas. 
• El progreso de la conservación se beneficiará de un cambio radical en la inversión en ciencia dentro de la Amazonia para evaluar el estado y la distribución de las especies e integrar los conocimientos indígenas y locales en este proceso. 

Si la ONU sigue todas las recomendaciones de este informe, podría haber esperanza de una selva amazónica viva en lugar de una sabana amazónica viva. Mientras tanto, sería una buena idea empezar a replantar algunos árboles en esos pastos de ganado quemados y estériles.