El efecto de fertilización con CO 2 o efecto de fertilización con carbono provoca una mayor tasa de fotosíntesis al tiempo que limita la transpiración de las hojas en las plantas. Ambos procesos son el resultado de niveles elevados de dióxido de carbono (CO 2 ) atmosférico . [1] [2] Los modelos del sistema terrestre (ESM), los modelos del sistema terrestre (LSM) y los modelos dinámicos de vegetación global (DGVM) se utilizan para investigar e interpretar las tendencias de la vegetación relacionadas con los niveles crecientes de CO 2 atmosférico . [3] [4] Sin embargo, los procesos del ecosistema asociados con el CO 2El efecto de la fertilización sigue siendo incierto y, por lo tanto, son difíciles de modelar. [5]
El efecto de la fertilización con carbono varía según las especies de plantas, la temperatura del aire y del suelo y la disponibilidad de agua y nutrientes. [3] [6] La productividad primaria neta (NPP) podría responder positivamente al efecto de la fertilización con carbono. [7] Aunque, la evidencia muestra que las tasas mejoradas de fotosíntesis en las plantas debido a la fertilización con CO 2 no mejoran directamente todo el crecimiento de las plantas y, por lo tanto, el almacenamiento de carbono. [3]
Los ecosistemas terrestres han reducido las concentraciones de CO 2 atmosférico y han mitigado parcialmente los efectos del cambio climático. [8] Es poco probable que la respuesta de las plantas al efecto de la fertilización con carbono reduzca significativamente la concentración de CO 2 atmosférico durante el próximo siglo debido a las crecientes influencias antropogénicas sobre el CO 2 atmosférico . [2] [3] [9] [10] Las tierras con vegetación de la Tierra han mostrado un enverdecimiento significativo desde principios de la década de 1980 [11] en gran parte debido al aumento de los niveles de CO 2 atmosférico . [12] [13] [14] [15] Sin embargo, las causas directas del aumento de la vegetación todavía se debaten ampliamente, lo que demuestra la necesidad de una recopilación y análisis continuos de datos a largo plazo sobre las respuestas al efecto de la fertilización con carbono. [dieciséis]
Los estudios dirigidos por Trevor Keenan del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) del Departamento de Energía muestran que, de 2002 a 2014, las plantas parecen haberse acelerado, comenzando a extraer más CO 2 del aire que antes. El resultado fue que la velocidad a la que el CO 2 se acumula en la atmósfera no aumentó durante este período de tiempo, aunque anteriormente había crecido considerablemente junto con las crecientes emisiones de gases de efecto invernadero. Keenan concluyó: "Desafortunadamente, este aumento no se acerca lo suficiente para detener el cambio climático". [17]
La teoría predice que los trópicos tendrán la mayor absorción debido al efecto de fertilización con carbono, pero esto no se ha observado. La cantidad de CO
2absorción de CO
2La fertilización también depende de cómo responden los bosques al cambio climático y de si están protegidos de la deforestación . [18]
Cómo las plantas almacenan CO2
A través de la fotosíntesis, las plantas utilizan el CO 2 de la atmósfera, el agua del suelo y la energía del sol para crear azúcares que se utilizan para el crecimiento y el combustible. [19] Si bien el uso de estos azúcares como combustible libera carbono a la atmósfera ( fotorrespiración ), el crecimiento almacena carbono en las estructuras físicas de la planta (es decir, hojas, madera o tallos no leñosos). [20] Con aproximadamente el 19 por ciento del carbono de la Tierra almacenado en las plantas, [21] el crecimiento de las plantas juega un papel importante en el almacenamiento de carbono en el suelo en lugar de en la atmósfera. En el contexto del almacenamiento de carbono, el crecimiento de las plantas a menudo se denomina productividad de la biomasa. [20] [22] [23] Este término se utiliza porque los investigadores comparan el crecimiento de diferentes comunidades de plantas por su biomasa, la cantidad de carbono que contienen.
El aumento de la productividad de la biomasa aumenta directamente la cantidad de carbono almacenado en las plantas. [20] Y debido a que los investigadores están interesados en el almacenamiento de carbono, están interesados en saber dónde se encuentra la mayor parte de la biomasa en plantas individuales o en un ecosistema. Las plantas utilizarán primero sus recursos disponibles para sobrevivir y apoyar el crecimiento y mantenimiento de los tejidos más importantes como hojas y raíces finas que tienen una vida corta. [24] Con más recursos disponibles, las plantas pueden crecer tejidos más permanentes, pero menos necesarios, como la madera. [24]
Si el aire que rodea a las plantas tiene una mayor concentración de dióxido de carbono, es posible que puedan crecer mejor y almacenar más carbono [25] y también almacenar carbono en estructuras más permanentes como la madera. [20] La evidencia ha demostrado que esto ocurre por diferentes razones. En primer lugar, las plantas que de otro modo estaban limitadas por la disponibilidad de carbono o luz se benefician de una mayor concentración de carbono. [26] Otra razón es que las plantas pueden usar el agua de manera más eficiente debido a la reducción de la conductancia estomática . [27] Las plantas que experimentan concentraciones más altas de CO 2 pueden beneficiarse de una mayor capacidad para obtener nutrientes de los hongos micorrízicos en la transacción de azúcar por nutrientes. [28] La misma interacción también puede aumentar la cantidad de carbono almacenado en el suelo por los hongos micorrízicos. [29]
Experimentos de enriquecimiento de CO2 al aire libre (FACE)
El ORNL realizó experimentos FACE donde CO
2los niveles aumentaron por encima de los niveles ambientales en las masas forestales . [30] Estos experimentos mostraron: [31]
- Mayor producción de raíces estimulada por un aumento de CO
2, lo que genera más carbono en el suelo . - Un aumento inicial de la productividad primaria neta , que no se mantuvo.
- Disminución más rápida de la disponibilidad de nitrógeno en el aumento de CO
2 parcelas forestales. - Cambio en la estructura de la comunidad vegetal, con un cambio mínimo en la estructura de la comunidad microbiana. [32]
- CO mejorado
2no puede aumentar significativamente la capacidad de carga de hojas o el índice de área foliar de un área. [32]
Los experimentos FACE han sido criticados por no ser representativos de todo el mundo. Estos experimentos no estaban destinados a ser extrapolados a nivel mundial. Se están llevando a cabo experimentos similares en otras regiones, como en la selva amazónica de Brasil . [33]
Disminución de minerales e impactos en la nutrición humana.
La evidencia empírica muestra que los niveles crecientes de CO
2dan como resultado concentraciones más bajas de muchos minerales en los tejidos de las plantas. Duplicación de CO
2niveles resulta en una disminución del 8%, en promedio, en la concentración de minerales. [34] La disminución de magnesio, calcio, potasio, hierro, zinc y otros minerales en los cultivos puede empeorar la calidad de la nutrición humana. Los investigadores informan que el CO
2los niveles esperados en la segunda mitad de este siglo probablemente reducirán los niveles de zinc, hierro y proteínas en el trigo, el arroz, los guisantes y la soja. Unos dos mil millones de personas viven en países donde los ciudadanos reciben más del 60 por ciento de su zinc o hierro de este tipo de cultivos. Las deficiencias de estos nutrientes ya provocan una pérdida estimada de 63 millones de años de vida al año. [35] [36]
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enlaces externos
- 4. El efecto de la fertilización con CO2: mayor producción y retención de carbohidratos como biomasa y rendimiento de semillas
- Fertilización con CO2