Green tree forest with sunlight through green leaves. Natural carbon capture and carbon credit concept. Sustainable forest management. Trees absorb carbon dioxide. Natural carbon sink. Environment day
Artículo
¿Cómo afectarían los MER SRM a las plantas?
Las plantas necesitan luz solar, agua y dióxido de carbono (CO2) to photosynthesise.para realizar la fotosíntesis. También necesitan nutrientes y las condiciones climáticas adecuadas para crecer bien. El cambio climático afecta a estos factores, al igual que los métodos de reflexión de la luz solar (SRM), también conocidos como geoingeniería solar, aunque de formas diferentes.
Principales conclusiones
- El aumento del COlCO2 atmosférico contribuye al crecimiento de las plantas, pero los efectos del cambio climático, como las altas temperaturas, pueden frenarlo en algunas regiones.
- Los SRM disminuirían las temperaturas, pero también reducirían un poco la luz solar entrante y harían el cielo un poco más brumoso.
- Las repercusionesos impactos potenciales de los SRM y el cambio climático sobre las plantas son muy inciertas, variables regionalmente y sensibles a otros factores como el acceso a los nutrientes.
Desde la década de 1980, los científicos han observado un mayor crecimiento de las plantas en todo el mundo – un fenómeno conocido como «reverdecimiento» – y han atribuido este crecimiento al aumento del CO2 atmosférico y a los cambios en el uso del suelo.1 Sin embargo, el crecimiento acelerado de las plantas se ha ralentizado debido al aumento de las temperaturas y a las perturbaciones asociadas, como sequías, incendios y brotes de insectos.2
La gestión del riesgo de las especies amenazadas puedeos SRM tiene el potencial de reducir las temperaturas y los fenómenos extremos que contribuyen a la mortalidad de las plantas, pero no puede compensar todos los aspectos del cambio climático.3 ¿Cómo responderían las plantas a un mundo con más CO2, temperaturas más bajas y algo menos de luz solar?
CO2 y plantas
Las plantas utilizan la luz solar para convertir el agua y el CO2 de la atmósfera en alimento en un proceso llamado fotosíntesis. El aumento de CO2 debido a la quema de combustibles fósiles ha contribuido a incrementar la fotosíntesis desde 1900.4 Este fenómeno se conoce como efecto de fertilización por CO2.
Aunque el aumento del CO2 ha contribuido a incrementar el crecimiento de las plantas, existen varias limitaciones que las afectan de forma diferente según la ubicación. Por ejemplo, en latitudes altas, el crecimiento de los bosques y las plantas suele estar limitado por las bajas temperaturas. In those cold regions, forests have generally become more resilient over time, benefitting from warmer temperatures and higher atmosphericEn esas regiones frías, los bosques se han hecho más resistentes con el paso del tiempo, beneficiándose de las temperaturas más cálidas y del aumento del CO2 atmosférico.5
En el resto del mundo, sin embargo, el daño causado a los bosques por el aumento de las temperaturas suele superar los beneficios del incremento de CO2. En estas regiones, los bosques son cada vez más vulnerables a las limitaciones de agua – resultado del aumento de las temperaturas – y a las condiciones meteorológicas extremas provocadas por el cambio climático.5
El acceso a los nutrientes, como el nitrógeno y el fósforo, también puede limitar el crecimiento de las plantas a pesar del aumento del CO2 atmosférico.6 De hecho, los modelos informáticos estiman que el escaso acceso a los nutrientes limitará el grado en que puede aumentar el crecimiento de las plantas a medida que aumenten los niveles de CO2 atmosférico.7
Aunque los altos niveles de CO2 en la atmósfera pueden estimular el crecimiento de las plantas, también pueden disminuir en gran medida el valor nutritivo de los cultivos.6 La razón de que esto ocurra no está clara, pero puede estar relacionada con la forma en que las plantas con acceso a más CO2 llevan el agua del suelo, y los nutrientes que la acompañan, a sus tejidos.
How plants create food
Plants use energy from the sun to make themselves food by converting CO2 from the air to sugar via photosynthesis. Plants release oxygen and lose water when they take CO2 from the atmosphere.
Sunlight
Inputs
Photosynthesis requires CO2, sunlight, water, and minerals.
Water
and minerals
Cross section of a leaf
Glucose
Oxygen
CO2
Water
OUTputs
Plants produce glucose and oxygen via photosynthesis.
Source: SRM360
How plants create food
Plants use energy from the sun to make themselves food by converting CO2 from the air to sugar via photosynthesis. Plants release oxygen and lose water when they take CO2 from the atmosphere.
Inputs
Photosynthesis requires CO2, sunlight, water, and minerals.
Sunlight
Cross section of a leaf
Glucose
Water
and minerals
Oxygen
CO2
Water
OUTputs
Plants produce glucose and oxygen via photosynthesis.
Source: SRM360
How plants create food
Plants use energy from the sun to make themselves food by converting CO2 from the air to sugar via photosynthesis. Plants release oxygen and lose water when they take CO2 from the atmosphere.
Inputs
Photosynthesis requires CO2, sunlight, water, and minerals.
OUTputs
Plants produce glucose and oxygen via photosynthesis.
Sunlight
Glucose
Cross section of a leaf
Oxygen
Water and minerals
CO2
Water
Source: SRM360
Los efectos impactos de los SRM son relevantes para las plantas
Las estrategias de los SRM tienen por objeto frenar el aumento de las temperaturas reflejando la luz solar. Además de contrarrestar el calentamiento global, los SRM tendrían repercusiones en los regímenes pluviométricos de todo el mundo. Estos impactos efectos son algunas de las consecuencias físicas menos seguras de los SRM.8
Los estudios sugieren que reflejar alrededor del 1% de la luz solar entrante podría reducir las temperaturas globales en aproximadamente 1 °C.9 Al reducir las temperaturas, lo que disminuye la respiración de las plantas – la cantidad de energía que gastan para mantenerse – los MER SRM podrían aumentar el crecimiento de las plantas en gran parte del mundo.10 Sin embargo, en latitudes altas, las temperaturas más bajas probablemente reducirían el crecimiento de las plantas, incluidosincluyendo los cultivos.10
Para las plantas, las estrategias de SRM, como la inyección de aerosoles estratosféricos (SAI), aumentarían la cantidad de luz difusa (dispersa) que llega a la superficie, al tiempo que reducirían la luz solar directa.11
Aunque en general más luz beneficia el crecimiento de las plantas, la luz difusa es mejor que la luz directa. La luz difusa puede llegar más profundamente en las copas de los árboles y ser absorbida por las hojas sombreadas con sombra más que por las que están demasiado saturadas.12 El aumento de la luz difusa compensa en gran medida la disminución de la luz en general, sobrecompensando en algunos casos.13
Tras la erupción del monte Pinatubo en 1991, – un ejemplo natural del poder reflectante de los aerosoles estratosféricos, la fotosíntesis aumentó, en gran parte debido al incremento de la luz difusa.14
La respuesta del crecimiento vegetal a los SRM es muy incierta y variaría según la región
Los investigadores han empezado a utilizar simulaciones por ordenador para estudiar el impacto de diferentes ideas de SRM en las plantas, pero aún queda trabajo por hacer.15
Los resultados dependen de cómo se diseñe el estudio de SRM: por ejemplo, si la luz solar se atenúa uniformemente – similar al SRM basado en el espacio- o si hay una mayor proporción de luz solar difusa después de que se refleje parte de la luz solar – similar a la SAI.16 Otra consideración es el acceso de las plantas a nutrientes como el nitrógeno.10
Independientemente del diseño del estudio, hay algunos resultados coherentes entre los estudios. Los SRM contrarrestarían el calentamiento, lo que probablemente disminuiría los problemas causados por las altas temperaturas en la mayor parte del mundo, especialmente los relacionados con las limitaciones de agua.17 Por el contrario, en las regiones frías, donde el aumento de las temperaturas ha incrementado la resistencia de los bosques y el rendimiento de los cultivos, es probable que el crecimiento de las plantas se reduzca en el caso de los SRM, en comparación con el cambio climático por sí solo.10
Preguntas abiertas
- ¿Cómo afectarían el cambio climático y los SRM a los sumideros naturales de carbono y a la eliminación de dióxido de carbono "basada en la naturaleza"?
- La vegetación y el ciclo del agua están estrechamente ligados: ¿cómo les afectaría el cambio climático y la gestión de riesgos ambientalesos SRM?
- ¿Qué regiones podrían esperar una mayor productividad de las plantas y cuáles menos en un futuro con y sin SRM?
Háganos una pregunta
Notas finales
- Chen X, Chen T, He B, et al. (2024). El reverdecimiento global continúa a pesar del aumento del estrés por sequía desde 2000. Ecología Global y Conservación, 49. https://doi.org/10.1016/j.gecco.2023.e02791
- Liu Q, Peng C, Schneider R, et al. (2023). Pardeamiento de la vegetación: Impulsores globales, impactos y reacciones. Trends in Plant Science, 28(9), 1014-1032. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2023.03.024
- Tye MR, Dagon K, Molina MJ, et al. (2022). Índices de extremos: patrones geográficos de cambio en los extremos y repercusiones asociadas en la vegetación bajo intervención climática. Earth System Dynamics, 13(3), 1233–1257. https://doi.org/10.5194/esd-13-1233-2022
- Haverd V, Smith B, Canadell JG, et al. (2020). Fertilización por CO2 superior a la esperada inferida a partir de observaciones foliares a escala mundial. Global Change Biology, 26(4), 2390–2402. https://doi.org/10.1111/gcb.14950
- Forzieri G, Dakos V, McDowell NG, et al. (2022). Señales emergentes del declive de la resiliencia forestal bajo el cambio climático. Nature, 608(7923), 534–539. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04959-9
- Dong J, Gruda N, Lam SK, et al. (2018). Efectos del CO2 elevado en la calidad nutricional de las hortalizas: Una revisión. Fronteras de la ciencia de las plantas. Frontiers Media S.A. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00924
- Terrer C, Jackson RB, Prentice IC, et al. (2019). El nitrógeno y el fósforo limitan la fertilización por CO2 de la biomasa vegetal mundial. Cambio climático en la naturaleza. Nature Publishing Group. https://doi.org/10.1038/s41558-019-0545-2
- Ricke K, Wan JS, Saenger M y col. (2023). Consecuencias hidrológicas de la geoingeniería solar. Rev. Earth Planet. Ciencia. 2023, 51, 447–70. https://doi.org/10.1146/annurev-earth-031920-083456
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- Xia L, Robock A, Tilmes S, et al. (2016). La geoingeniería con sulfato estratosférico podría aumentar la tasa de fotosíntesis terrestre. Atmospheric Chemistry and Physics, 16(3), 1479–1489. https://doi.org/10.5194/acp-16-1479-2016
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- Gu L, Baldocchi DD, Wofsy, SC, et al. (2003). Respuesta de un bosque caducifolio a la erupción del Monte Pinatubo: Aumento de la fotosíntesis. Science, 299. Obtenido de https://doi.org/10.1126/science.1078366
- Zarnetske PL, Gurevitch J, Franklin J, et al. (2021). Impactos ecológicos potenciales de la intervención climática al reflejar la luz solar para enfriar la Tierra. Proceedings of the National Academies of Sciences, 118. https://doi.org/10.1073/pnas.1921854118
- Lee H, Muri H, Ekici A, et al. (2021). La respuesta del ciclo del carbono de los ecosistemas terrestres bajo diferentes geoingenierías de gestión de la radiación basadas en aerosoles. Earth System Dynamics, 12(1), 313–326. https://doi.org/10.5194/esd-12-313-2021
- Dagon K, Schrag DP. (2019). Cuantificación de los efectos de la geoingeniería solar en la vegetación. Climatic Change, 153(1–2), 235–251. https://doi.org/10.1007/s10584-019-02387-9
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