Los árboles y arbustos mediterráneos usan estrategias nuevas para obtener agua y sobrevivir al cambio climático y la aridez

Investigadores del Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura de Murcia, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CEBAS-CSIC) y de la Universidad de León (ULE) han descubierto que las comunidades de especies forestales y arbustivas de ecosistemas mediterráneos han desarrollado una gran diversidad de estrategias de uso del agua como mecanismo de supervivencia ante irregularidad de las precipitaciones y la escasez de recursos hídricos disponibles en el suelo.

Estos resultados contribuirán al diseño de planes más eficaces de gestión forestal adaptativa frente a las sequías y el cambio climático y de restauración de la vegetación en áreas mediterráneas degradadas.

La revista ‘Nature Communications’ ha publicado los resultados de esta investigación titulada ‘Trait coordination and trade-offs constrain the diversity of water use strategies in Mediterranean woody plants’ (‘La coordinación y compensación entre rasgos funcionales limita la diversidad de estrategias de uso de agua en plantas leñosas mediterráneas’) y que ha sido liderada por José Ignacio Querejeta, investigador del CEBAS-CSIC, e Iván Prieto Aguilar, investigador de la ULE. Este artículo también forma parte de la tesis doctoral de Francisco Javier Muñoz-Gálvez (codirigida por ambos investigadores), quien firma el trabajo como primer autor.

El estudio evalúa las estrategias de uso del agua de las 62 especies de árboles y arbustos mediterráneos más abundantes en diez comunidades naturales distribuidas lo largo de un gradiente de aridez, que comprende desde el Sureste de la Península Ibérica (Murcia y Almería) hasta la Sierra del Rincón al norte de Madrid. Estas comunidades forestales y arbustivas abarcan desde matorrales y bosques abiertos de pino en las zonas más secas del Sureste semiárido hasta bosques frondosos de hayas y robles en las zonas más húmedas de las montañas del centro peninsular, incluyendo así la mayor parte de la diversidad climática y de hábitats de la región mediterránea.

Los investigadores Querejeta y Muñoz-Gálvez explican que “la región mediterránea es una de las zonas del planeta que más negativamente se verán afectadas por el cambio climático causado por el hombre, debido al fuerte incremento de las temperaturas combinado con una previsible disminución de las precipitaciones que agravarán los ya de por sí severos niveles de estrés térmico e hídrico a los que están expuestas las comunidades forestales y arbustivas autóctonas. Una mejor comprensión de la diversidad de estrategias de uso de agua de las distintas especies leñosas que cohabitan en los ecosistemas mediterráneos tiene gran relevancia para ayudar a modelizar su grado de vulnerabilidad frente al cambio climático y las sequías, así como para el diseño de planes de gestión adaptativa de la vegetación forestal que mitiguen los impactos más negativos del progresivo calentamiento y aridificación del clima durante las próximas décadas”.

Unas plantas son ‘ahorradoras’ y otras ‘gastadoras’

“Nuestro estudio muestra que las plantas leñosas (árboles y arbustos) autóctonas que habitan en las comunidades vegetales de ecosistemas mediterráneos han evolucionado para especializarse en el uso de distintas fuentes de agua almacenadas a diferentes profundidades del suelo, debido a la escasez de lluvias y frecuentes sequías que caracterizan a estos ambientes”, destacan los investigadores del CEBAS-CSIC.

El estudio indica que, mientras que las especies de arbustos de menor tamaño (romeros, tomillos, lavandas) utilizan preferentemente el agua almacenada en las capas más superficiales del suelo debido a su patrón de enraizamiento más somero, las especies arbustivas de mayor tamaño (lentiscos, coscojas, enebros) y los árboles (pinos, encinas, robles) tienen raíces mucho más desarrolladas que les permiten alcanzar el agua almacenada en capas más profundas del suelo.

También se señala en la investigación que el agua almacenada en las capas más superficiales del suelo tras las lluvias muestra grandes fluctuaciones en el tiempo y resulta ser un recurso bastante efímero en los ecosistemas mediterráneos, debido a que se agota y consume rápidamente por evaporación directa y absorción por las raíces de la vegetación. “Por esa razón, las especies arbustivas especializadas en la explotación de este recurso tan efímero han adoptado estrategias de uso del agua más oportunistas y ‘gastadoras’, con altas tasas de transpiración de agua por las hojas, que les permiten aprovechar al máximo las breves ventanas de oportunidad durante las cuales el suelo superficial permanece húmedo tras los episodios de lluvia, optimizando así el rápido uso del agua disponible en el suelo superficial para la fotosíntesis y el crecimiento, antes de que se evapore o la utilicen las plantas competidoras vecinas”, apuntan Querejeta y Muñoz-Gálvez.

Por el contrario, el estudio muestra que las especies de mayor tamaño (arbustos grandes y árboles) tienen acceso al agua almacenada en capas más profundas del suelo, que está más protegida de la evaporación directa y que además resulta menos accesible para las raíces de las plantas vecinas competidoras, por lo que resulta ser un recurso menos efímero y más estable en el tiempo, sin grandes fluctuaciones estacionales. Por tanto, estas especies de árboles y arbustos grandes han adoptado unas estrategias de uso de aguas más conservadoras y ‘ahorradoras’ que están basadas en unas tasas de transpiración más bajas en sus hojas, lo que les permite alargar sus periodos de actividad fotosintética y crecimiento incluso durante periodos relativamente secos durante los cuales se agota la humedad del suelo superficial.

Los investigadores del CEBAS-CSIC defienden que los resultados de este estudio aportan un beneficio medioambiental porque “un mejor conocimiento de la diversidad de estrategias de uso del agua de las distintas especies arbustivas y arbóreas autóctonas de ecosistemas mediterráneos permitirá el diseño de planes de restauración de la vegetación en áreas degradadas que sean más eficaces y exitosos, que estén basados en la combinación y ensamblaje de especies con estrategias complementarias en el uso de los escasos recursos hídricos disponibles en el suelo. Al combinar especies con estrategias de uso del agua muy diferentes entre sí; por ejemplo, plantando juntas especies que usan agua almacenada en capas profundas de suelo y que tienen hojas más ‘ahorradoras’ de agua con especies que usan agua superficial y tienen hojas más ‘gastadoras’ de agua, se puede mitigar la competencia entre plantas vecinas. Y se optimiza el aprovechamiento de los escasos recursos hídricos disponibles, lo cual puede redundar en una mayor productividad y crecimiento de la vegetación implantada y una mayor resistencia frente a las sequías y el cambio climático”.