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Desarrollan un sistema que evalúa cómo se recuperan los bosques de la sequía con datos de un centenar de satélites

Un equipo de investigación de las universidades  de Michigan y Almería ha obtenido información climática y biológica de una superficie forestal de 300 millones de hectáreas en Estados Unidos. Con este método, las autoridades de gestión forestal podrían anticipar cambios de temperatura y elaborar planes estratégicos que mitiguen los efectos del cambio climático.


Almería |
25 de abril de 2023

Un equipo de investigación de la Universidad de Michigan y la Universidad de Almería (Estados Unidos), con la colaboración del Centro Informático Científico de Andalucía (CICA), ha desarrollado un sistema que evalúa cómo se recupera de la sequía toda la superficie forestal de Estados Unidos con datos de un centenar de satélites. Con este sistema, los expertos consiguen información de aproximadamente 300 millones de hectáreas, datos que las autoridades pueden emplear para anticipar cambios de temperatura y elaborar planes estratégicos que mitiguen los efectos del cambio climático. Por ejemplo, si conocen cómo y por qué un bosque pierde agua, o si la perderá en el futuro, pueden intervenir.

iervos dentro de un bosque de ribera en Idaho (Estado Unidos).

Ciervos dentro de un bosque de ribera en Idaho (Estado Unidos).

En concreto, los investigadores analizaron cómo los bosques pierden agua a causa de perturbaciones ambientales, como las altas temperaturas producidas por el cambio climático. Con estos datos, que normalmente sólo se recogen a escala de parcelas, los científicos concluyen qué factores son determinantes para que los bosques se recuperen de eventos como la sequía y anticipar sus necesidades para acelerar esa recuperación. “Confirmamos que los bosques con menos disponibilidad de agua, es decir, los más secos, se recuperan más rápido de la sequía que los húmedos porque están más acostumbrados al estrés hídrico”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Almería Juan Miguel Requena Mullor.

Además, determinaron que los bosques húmedos se recuperan más rápido que los secos de la pérdida de productividad -esto es, la cantidad de biomasa o materia orgánica como la madera, las hojas, los frutos, las raíces, cortezas y todos los componentes que forman la masa de árboles- debido a eventos climáticos como la sequía. Esto se debe a que existe una mayor disponibilidad de agua bajo el suelo y la vegetación puede beneficiarse de ella meses más tarde para superar los periodos secos, generando así más biomasa. 

Vapor de agua

Tal y como explican en ‘Tradeoffs in forest resilience to satellite-based estimates of water and productivity losses’ y publicado en Remote Sensing of Environment, los investigadores emplearon datos de más de un centenar de satélites con sensores que recogían información periódica de la superficie forestal continental de Estados Unidos. Éstos captaban datos de factores ambientales que influyen en la recuperación de los bosques tras la sequía, como el verdor de la vegetación y la evapotranspiración.

Sotobosque en el estado de Michigan (Estado Unidos). El dosel de hojas de los árboles ayuda a reducir las pérdidas de agua por la evaporación del suelo.

Sotobosque en el estado de Michigan (Estado Unidos). El dosel de hojas de los árboles ayuda a reducir las pérdidas de agua por la evaporación del suelo.

Este proceso natural ocurre cuando el agua se evapora desde la superficie de las plantas, suelos y masas de agua como ríos o lagos, y luego se libera a la atmósfera en forma de vapor. En concreto, se produce cuando las plantas absorben agua del suelo a través de sus raíces y la transportan hacia las hojas, donde se libera a través de pequeñas aberturas llamadas estomas. La cantidad de agua que se pierde a través de la evapotranspiración depende de factores como la temperatura, la humedad, la luz solar y la cantidad de agua disponible en el suelo. “Este proceso ayuda a mantener el equilibrio en el ciclo hidrológico de la Tierra”, añade Juan Miguel Requena.

Los expertos explican que los bosques captan agua y la introducen en el ecosistema. Si este es sano, con mucha variedad de especies vegetales, ayudará a que la lluvia ‘cale’ y se introduzca en él de manera natural, de forma que los seres vivos dispongan de agua. No obstante, si el suelo y los árboles transpiran demasiado, el bosque puede terminar secándose, liberando asimismo mucha agua a la atmósfera. Con este trabajo, los investigadores pueden determinar en qué zonas ocurre esto con mayor asiduidad.

Lago rodeado de robles en Michigan (Estado Unidos). Estos reservorios de agua son permiten el buen funcionamiento del ecosistema.

Lago rodeado de robles en Michigan (Estado Unidos). Estos reservorios de agua son permiten el buen funcionamiento del ecosistema.

Para confirmar qué tipo de bosques se recuperan mejor de la sequía y por qué, los científicos recopilaron durante un año datos por satélite como la cantidad de evapotranspiración de distintas zonas, la localización de lagos y ríos, de biomasa y temperatura, entre otros indicadores. De este modo comprobaron qué factores eran determinantes para que una masa forestal fuera resistente a eventos climáticos adversos.

Modelos matemáticos

Después, emplearon modelos matemáticos predictivos con estas variables y los ejecutaron en el supercomputador del Centro Informático Científico de Andalucía (CICA) y los evaluaron. Luego, confirmaron que las conclusiones de estas operaciones eran correctas contrastando los resultados con información in situ, obtenida de una red de torres de control en los bosques de Estados Unidos. “Descubrimos que la mitad oeste del país, más seca, se recupera mejor de la sequía; mientras que en los bosques húmedos del este del país se recuperan mejor de la pérdida de biomasa”, explica Juan Miguel Requena Mullor.

Juan Miguel Requena Mullor, investigador de la Universidad de Almería y autor del estudio.

Juan Miguel Requena Mullor, investigador de la Universidad de Almería y autor del estudio.

Esta metodología puede emplearse en otras áreas geográficas y en todo tipo de bosques. De este modo, las autoridades forestales de cualquier país podrían elaborar planes de acción para paliar los efectos del cambio climático en zonas forestales concretas.

El siguiente paso de los investigadores del grupo SOCIECOS y el Centro Andaluz para la Evaluación y Seguimiento del Cambio Global se centra en una de las consecuencias de las alteraciones climáticas: la zoonosis, es decir, la proliferación de enfermedades infecciosas de origen animal. Los expertos explican que la pérdida de biodiversidad aumenta el riesgo de exposición humana a agentes patógenos procedentes del mundo salvaje. “Queremos emplear modelos de inteligencia artificial en las redes sociales para comprobar cómo se disemina la información sobre la zoonosis, si los usuarios se encuentran con muchos bulos o si ésta se limita al ámbito científico”, explica Juan Miguel Requena Mullor.

Este trabajo ha sido financiado por la Universidad de Michigan y la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía a través de los servicios de supercomputación del CICA.

Referencias

Requena-Mullor, J. M.; Steiner, A.; Keppel-Aleks, G. & Ibáñez, I. (2023). ‘Tradeoffs in forest resilience to satellite-based estimates of water and productivity losses’. Remote Sensing of Environment, 285, 113414.

Más información:

#CienciaDirecta, agencia de noticias de ciencia andaluza, financiada por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología-Ministerio de Ciencia e Innovación.

Teléfono: 958 63 71 99. Extensión 205

E-mail: comunicacion@fundaciondescubre.es



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