Paisajes de A) Venezuela (Aridez = 0.48), B) España (Aridez = 0.61), C) Kenya (Aridez = 0.76) y D) Túnez (Aridez = 0.90) como ejemplos de las transiciones y fases detectadas en el artículo de <a href="https://science.sciencemag.org/content/367/6479/787" target="_blank">Berdugo et al. (2020)</a>. Autorías de las fotos: Adriana Florentino, Fernando T. Maestre, Miguel Berdugo y José L. Quero.

El cambio climático ha llegado, y todo parece indicar que, aunque consigamos reducir las emisiones de efecto invernadero, no sólo se quedará, sino que empeorará. De acuerdo a las predicciones de los modelos climáticos el impacto principal de este cambio en las tierras secas será un aumento generalizado de la aridez. La aridez, el balance que existe entre lo que llueve (precipitación anual) y lo que se evapora (evapotranspiración potencial), dirige los procesos de los ecosistemas de tierras secas con puño de hierro, como han demostrado múltiples estudios a lo largo de los años (puedes encontrar algunos ejemplos aquí, aquí y aquí).

Con este, poco halagüeño, pronóstico nos preguntamos: ¿qué cabe esperar para los ecosistemas de las tierras secas en el futuro? A priori, podemos pensar que, según aumenta la aridez, las cosas van transformándose poco a poco. Sabemos que hay bosques tupidos donde no falta el agua y vastos desiertos donde no la hay, así que imaginamos una transformación paulatina, en la que cuanta más aridez se gana más se parece uno a un desierto. Sin embargo, esta no es la única posibilidad. Algunos estudios teóricos, ya pronosticaron hace tiempo que, debido a complejidad del funcionamiento de las tierras secas, un endurecimiento de las condiciones ambientales podría desencadenar cambios catastróficos en el ecosistema. Es decir, que un incremento de aridez que apenas produce cambio en el ecosistema en un nivel de aridez, puede tener consecuencias desproporcionadas en otros niveles. Estos últimos niveles en los que se desencadenan respuestas abruptas son los que conocemos como umbrales.

Para evaluar las respuestas de las tierras secas a incrementos de aridez, a menudo usamos en nuestra investigación lo que llamamos una sustitución del tiempo por el espacio. Entenderlo es fácil. Si yo viviese en Galicia, y me dijesen que el clima gallego en 50 años será como el de Almería hoy, lo primero que pensaría es que lo que veo alrededor hoy, en el futuro será como lo que ven hoy los almerienses. Por tanto, para averiguar cómo se producirá este cambio, podríamos viajar desde Galicia a Almería, y ver si el ecosistema cambia poco a poco o de manera drástica. Algo similar a esto es lo que hacemos en nuestra investigación.

En nuestro último artículo, que acaba de ser publicado en la revista Science, utilizamos la mayor compilación de datos empíricos sobre zonas áridas realizada hasta la fecha para evaluar como atributos fundamentales de los ecosistemas, como la productividad, cobertura y composición de su vegetación, la fertilidad de los suelos y sus comunidades microbianas, cambian a lo largo de los amplios gradientes de aridez que pueden encontrarse en las zonas áridas de nuestro planeta. Los resultados de este trabajo sugieren, definitivamente, la existencia de cambios abruptos. De hecho, lo que encontramos es que no hay uno, sino tres umbrales de aridez que afectan a varios de los componentes del ecosistema en una especie de reacción en cadena que se da por fases, como explicamos en este vídeo y detallamos en los siguientes párrafos.

Si empezamos por una aridez baja, la límite para considerar los sistemas como tierras secas, encontraremos una amalgama de ecosistemas diversos. Aquí, si aumenta la aridez vamos perdiendo productividad muy poco a poco. Entonces llegamos al primer umbral: 0.54. Esta es la aridez que podemos ver en muchos sistemas mediterráneos. A partir de aquí la productividad del ecosistema comienza a perderse más rápido. Estamos en un punto en el que la falta de agua, antes un problema menor, ha pasado a dictar seriamente cuánto puede producir un ecosistema. Hay adaptaciones en las plantas que las permiten sobrevivir a estos niveles de aridez. Aún vemos bosques, como los mediterráneos, aunque ahora sí que notan la falta de agua.

Entonces llegamos a 0.7. Son valores de aridez que se asemejan a los que podemos encontrar en Almería, o en gran parte de Marruecos. Estos sistemas sufren, de repente, y sin razón conocida hasta el momento, una transformación de su suelo. El suelo, como ya se ha referido en este blog, no es un mero apoyo, sino que vive, respira, recicla y nutre a las plantas insuflando vida al ecosistema. En 0.7 esto se ve repentinamente reducido. El carbono orgánico del suelo cae de repente, y todo lo que se relaciona con él cae también: la abundancia de microorganismos del suelo, la riqueza de estos, la capacidad del suelo para retener partículas... Con el suelo, se transforman las plantas y su manera de comunicarse con el suelo. El paisaje pasa a estar dominado por arbustos que recogen el agua de las capas más profundas y que parecen repelerse entre sí, compitiendo con el resto por sobrevivir. Tras este umbral no sale rentable cultivar (salvo que reguemos), y por lo tanto, por cambiar, cambiamos incluso nuestra manera de vivir.

Hay una última parada: 0.8. La última porque, después de esto, sólo queda el desierto. En estos niveles de aridez la riqueza de plantas cae en picado. En apenas 0.1 grados más de aridez no queda nada de cobertura vegetal y las pocas plantas que viven lo hacen únicamente en los raros episodios de lluvia.

Si las cosas se desarrollan en el tiempo como hemos visto en este viaje a través del espacio las consecuencias pueden ser devastadoras. Sólo imagínense ser agricultores en tierras cercanas al 0.7 y descubrir, de pronto, que deben convertirse en pastores porque ya no pueden cultivar. O incluso peor, imagínense vivir cerca del 0.8 y que el cambio climático destruya toda posibilidad de pronto de vivir allí; algo que las gentes de Somalilandia, por desgracia, ya no tienen que imaginar. Imaginen las devastadoras consecuencias sociales que puede acarrear si estos cambios suceden de repente, o mejor, léanlas.

Con todo, no debemos ser alarmistas. Primeramente, porque el panel del IPCC ya advierte de que las estimas de aridez pueden sufrir modificaciones si tenemos en cuenta que el incremento de CO2 hará a las plantas más eficientes en el uso del agua (y por lo tanto disminuirá la evapotranspiración potencial, suavizando esos incrementos esperados de aridez). Por otro lado, hemos viajado por el espacio para imaginar qué pasará en el futuro pero esta aproximación no siempre es válida (si bien distintos estudios avalan el uso de cambios en el espacio para estudiar cambios temporales en los ecosistemas, ejemplos aquí, aquí y aquí). Así pues, aún tenemos que averiguar si estos cambios abruptos ocurrirán así en el tiempo además de en el espacio, para poder asegurar si este viaje que hemos hecho es también una cuenta atrás. Es más, tenemos que evaluar detenidamente cómo afecta el legado (es decir, nuestro punto de origen) a estos cambios en el tiempo porque no es lo mismo atravesar el umbral de 0.8 desde un matorral de Almería, que atravesarlo desde un bosque de Burgos; de dónde venimos importa y mucho (vea más en esta entrada). Por último, debemos investigar más para comprender los mecanismos por los cuales ocurren estos cambios. Hacerlo es vital para estimar su escala temporal y para saber si podemos hacer algo para evitarlos, o incluso revertirlos. Por ejemplo, hay algunas investigaciones prometedoras, que apuntan a que manipulando los rasgos funcionales de las plantas, podríamos afectar al suelo y crear ecosistemas más resistentes y eficientes y otros estudios muy recientes apuntan a que se podrían utilizar ciertas bacterias del suelo para mejorar la eficiencia de las plantas ante condiciones de aridez. Incluso si estos cambios abruptos acaban ocurriendo, hay iniciativas para revertirlos, y volver a terraformar nuestro propio planeta.

Si todo esto falla, bueno... La vida no desaparece con la aridez, pero se transformará y debemos ser conscientes de esta transformación para poder adaptarnos a ella. Si quieres aprender más sobre nuestro artículo y sus resultados, no dejes de ver este vídeo.

Fernando T. Maestre y Santiago Soliveres
Fernando T. Maestre y Santiago Soliveres

Fernando Maestre es profesor de ecología e investigador principal del Laboratorio de Ecología de Zonas Áridas y Cambio Global de la Universidad de Alicante. Ha estudiado las zonas áridas de cinco continentes y recibido los premios de la Academia de Ciencias-Fundación Pascual en Ciencias de la Vida, el "Miguel Catalán" y el "Humboldt Research Award". 

Santiago Soliveres Codina es investigador Ramón y Cajal en la Universidad de Alicante. Ha trabajado en zonas áridas de Australia, España, EE.UU. y Marruecos, sobretodo en relaciones biodiversidad-funcionamiento, matorralización, interacciones entre plantas y efectos del pastoreo.

Sobre este blog

Una mirada al presente y futuro de las zonas áridas desde la ecología. Hablaremos de temas y lugares que nos acercarán a comprender mejor los ambientes áridos, cómo los estudiamos y cómo están cambiando en respuesta al cambio ambiental global en el que estamos inmersos.

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