La densidad de la madera como pieza clave para entender los cambios ambientales

Una investigación llevada a cabo por un equipo internacional de catorce países y veintisiete instituciones, liderada por el Instituto Federal Suizo de Investigaciones (WSL), con la participación como únicas instituciones españolas de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla y CETEMAS (Asturias), ha desarrollado un experimento pionero que compara las diferentes técnicas disponibles para la estimación de alta precisión de la densidad de la madera en diecisiete laboratorios independientes a nivel global.

(a) Imagen de rayos X de los anillos anuales de crecimiento y (b) diferencia entre perfiles de máxima densidad (MXD) y mínima densidad (MND) a distinta resolución. Gráfico: J. Björklund.

En esta investigación han trabajado durante su estancia en el WSL, la investigadora Andrea Hevia de CETEMAS, y colaboradora de UPO, y Raúl Sánchez-Salguero, profesor e investigador del Área de Ecología de la Universidad Pablo de Olavide. El trabajo ha sido publicado recientemente en la prestigiosa revista Reviews of Geophysics bajo el título ‘Scientific Merits and Analytical Challengues of Tree-Ring Densitometry’, editada por American Geophysical Union.

Los autores de este trabajo, liderados por el investigador Jesper Björklund (WSL, Suiza) han analizado simultáneamente en estos laboratorios, a través de las más novedosas técnicas de estimación de la densidad de la madera, los cambios temporales de la microdensitometría en los anillos anuales de crecimiento durante los últimos 200 años, en una de las especies de mayor distribución global, como es el Pino albar (Pinus sylvestris L.). Este trabajo compara la capacidad y precisión de las diferentes técnicas como los rayos X, tomografía computerizada, reflectancia digital o anatomía de la madera, a distinta resolución, para calcular los cambios de densidad de la madera como fiel registro de las variaciones ambientales. El estudio ha revisado los criterios de corrección usados en los últimos cuarenta años y establecido un nuevo método de recalibración para mejorar la comparativa de las diversas técnicas, concluyendo que la resolución usada dependerá de los objetivos que se persigan, pero que técnicas indirectas como rayos X o reflectancia digital pueden dar información suficiente de alta precisión para la comprensión de los cambios ambientales a menor coste temporal.

“La dendrocronología aplicada a la densidad de la madera ha sido históricamente utilizada como una mejor aproximación que la simple anchura de los anillos para reconstruir el clima en diferentes regiones templadas del planeta. Este trabajo destaca que el uso de novedosas técnicas de alta precisión mejorará la comprensión de los cambios actuales y futuros del clima a escalas que pueden ir desde días a milenios”, indica la investigadora Andrea Hevia.

Raúl Sánchez-Salguero y Andrea Hevia extrayendo testigos de madera en un bosque de Pino albar.

Los autores de este trabajo ponen su atención en las técnicas analíticas que permiten entender los cambios temporales de densidad del tronco de los árboles, que al comportarse como una antena receptora que capta todo lo que ocurre a su alrededor durante siglos, suponen junto a otros organismos con registros ambientales anuales, como corales, conchas de moluscos, o espeleotemas, uno de los archivos naturales más importantes para contextualizar los efectos actuales del cambio climático a escala global en los últimos milenios.

La importancia de este estudio radica en que las nuevas estructuras que se producen durante el crecimiento anual del tronco en cualquier bosque a partir de división celular en el cámbium vascular –tejido vegetal–, están directamente relacionadas con las funciones hidráulicas, estructurales y nutricionales del arbolado a lo largo de su vida. Durante el inicio de la estación de crecimiento en primavera, las estructuras celulares son de mayor tamaño y menor grosor de paredes por las mejores condiciones ambientales lo que permite una mayor circulación hidráulica (denominada madera temprana); y progresivamente van disminuyendo su tamaño y aumentando el grosor de las paredes al final del verano y principios de otoño, para evitar embolias hidráulicas y mejorar el soporte estructural (denominada madera tardía), causando por tanto un cambio en la densidad de la madera a escalas estacionales. Estas propiedades, además, pueden variar de año en año y están condicionadas por la situación ambiental del bosque pero, sobre todo, por la temperatura y disponibilidad hídrica durante la época de crecimiento.

“La mejora en el conocimiento sobre los cambios en la densidad de la madera con técnicas novedosas de alta precisión proporcionará información única que facilitará la compresión de los cambios ambientales naturales y antropogénicos”, indica Raúl Sánchez-Salguero del grupo de investigación de la UPO ‘Estructura y función en ecosistemas mediterráneos’. “Por ejemplo, mejorará la precisión de las reconstrucciones climáticas durante siglos o milenios, permitirá entender la relación entre parámetros ecofisiológicos y los procesos de decaimiento forestal, y mejorará la identificación de caracteres adaptativos de resiliencia en especies forestales frente a los eventos climáticos extremos o factores externos (plagas, incendios, etc.) derivados del cambio global”, subraya.

Además, tal y como destacan ambos investigadores, el uso de las estimaciones temporales de la densidad supondrá mejoras en la estimación de la dinámica de los bosques como sumideros de carbono y su papel en el ciclo global, lo que resulta aún más importante en el contexto actual de cambio climático. Para el equipo de investigación, esta revisión inédita aporta técnicas pioneras que permitirán grandes avances de cara a entender multitud de procesos asociados con los bosques y el medio ambiente a escala global. El objetivo futuro será mejorar y ampliar la aplicación de estas novedosas técnicas en diversos ecosistemas del planeta.

Asimismo, según explica Raúl Sánchez-Salguero, la creación del nuevo laboratorio ‘DendrOlavide’, que actualmente se encuentra en instalación con fondos nacionales y europeos conseguidos por el grupo PAI RNM-313, permitirá llevar a cabo las técnicas mencionadas junto con una gran diversidad de aplicaciones de la dendrocronología en ciencias medioambientales y forestales mediante el análisis de la madera como uno de los registros clave para entender los cambios ambientales provocados por el cambio climático.

Este estudio ha sido realizado en el marco de diversos proyectos financiados a nivel europeo, nacionales o regionales producto de la colaboración entre investigadores españoles de CETEMAS y la Universidad Pablo de Olavide durante su estancia en WSL, e internacionales de instituciones en Suiza, República Checa, Alemania, Reino Unido, EEUU, Bélgica, Suecia, China, Polonia, Rusia, Argentina, Austria y Finlandia.