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Dendroecología: así se estudian los anillos de los árboles

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A simple vista, los árboles parecen seres silenciosos, pero la realidad es que –a su manera– pueden contarnos interesantes historias que van quedando guardadas en su interior a lo largo de sus longevas vidas, como bases de datos vivientes que registran información sobre su interacción con el entorno, lo que ayuda a los científicos a comprender cómo van cambiando los ecosistemas con el paso del tiempo.

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De esta manera y a medida que los árboles crecen, van generando anillos en su madera, los cuales varían en anchura, densidad y composición química, como respuesta fisiológica a distintos estímulos y alteraciones en factores de crecimiento, como cambios estacionales y del clima, períodos húmedos o sequía, incendios forestales, condiciones del suelo, plagas y enfermedades.

Los árboles son capaces de mantener registros bastante extensos, ya que algunos pueden vivir durante cientos de años e incluso miles de años, formando un nuevo anillo exterior cada año, mientras que los anillos más antiguos se van desplazando hacia el interior del tronco. Aunque existen algunas excepciones de especies que forman anillos poco definidos, e incluso anillos no anuales, que pueden ser encontrados en árboles de las regiones tropicales.

El árbol más viejo del que se tiene registro se encuentra en Chile, es llamado ‘El Gran Abuelo’, pertenece a la especie Alerce y probablemente tiene más de 5.400 años de edad.

El estudio de los anillos de los árboles se remonta a los antiguos griegos, en el siglo IV a.C, y con el paso del tiempo este conocimiento fue evolucionando hasta ser ampliamente aceptado por la comunidad científica en el siglo XIX.

Cuenta con múltiples sub-disciplinas que se complementan, por una parte, la dendroecología se enfoca en el análisis de los ecosistemas, la dendrocronología en la datación de los anillos, la dendroclimatología en reconstruir el clima pasado y la dendroarqueología estudia los anillos de los árboles para comprender cómo el clima del pasado afectaba a las sociedades humanas.

De hecho, la palabra dendroecología es de origen griego y significa el estudio (logía) de la casa (eco) de los árboles (dendro).

Mediante la dendroecología, se puede reconstruir y analizar una amplia gama de mecanismos y factores ecológicos tales como perturbaciones naturales y antrópicas, relaciones de competencia, procesos demográficos, plagas de insectos y otros fenómenos.

Buena parte de los avances en el estudio de los anillos de los árboles pueden ser atribuidos al astrónomo estadounidense Andrew Ellicott Douglass, quien, durante el siglo XX, desarrolló y perfeccionó técnicas para datar de manera precisa los anillos en búsqueda de correlaciones entre la actividad solar y el clima del planeta, para lo cual fundó el Laboratorio de Investigación de los Anillos de los Árboles en la Universidad de Arizona.

Retrato de Andrew Elliot Douglass.
Un retrato de Andrew Elliot Douglas publicado en 1913 (Fotógrado desconocido, Public domain, via Wikimedia Commons / Recorte, mejora de tono y resolución de la original).

¿Qué representan los anillos de los árboles?

Los anillos de los árboles se forman como resultado del crecimiento de un vaso conductor conocido como xilema, a través del cual las plantas transportan nutrientes entre las raíces y las hojas. A medida que crece el árbol, parte de estos nutrientes pasan a formar parte de la madera formando un anillo y dejando una firma química distintiva.

Por lo general, dependiendo de la región del mundo en donde crecen los árboles, los anillos de colores claros representan madera que creció durante las estaciones más húmedas o con mayores precipitaciones, mientras que los anillos oscuros representan madera que creció en las estaciones más secas. Es así como un anillo claro más un anillo oscuro equivale a un año de vida del árbol.

Los árboles también registran otro tipo de información mediante firmas químicas. Por ejemplo, el análisis de isótopos de oxígeno puede revelar si la fuente del agua que un árbol absorbió tiempo atrás provino de un evento meteorológico específico como un huracán o una tormenta fuerte.

Manejo forestal sostenible

Los estudios dendroecológicos son indispensables para generar información sobre el crecimiento de los árboles en los sistemas de manejo forestal sostenible, siendo una de las mayores dificultades la obtención de datos de crecimiento confiables como requisito previo para determinar los volúmenes de cosecha y los ciclos de corte.

Establecer cuál es el tiempo requerido para producir los bienes forestales del tamaño y particularidades esperadas es un tema que ha sido discutido ampliamente. La determinación de ese tiempo se basa en mediciones de las tasas de crecimiento de la masa forestal y, de forma tradicional, se ha realizado mediante análisis troncales, en los cuales se efectúa un conteo de los anillos de crecimiento.

El análisis de anillos de árboles provee datos de desarrollo específicos de especies que pueden aprovecharse para permitir o mejorar las estimaciones de disponibilidad de madera durante los siguientes ciclos de cosecha en las plantaciones forestales. Por consiguiente, los datos de crecimiento derivados del análisis de los anillos de los árboles ayudan a proporcionar la base de conocimientos necesaria para el manejo forestal sostenible.

Reconstruir el pasado para predecir el futuro

Debido a que las condiciones climáticas locales como la lluvia y la temperatura afectan el crecimiento de los árboles, estos brindan a los científicos información sobre el clima local en el pasado.

Por ejemplo, los anillos de los árboles suelen ensancharse en los años húmedos y son más delgados en los años secos. Del mismo modo, si un árbol ha experimentado condiciones muy estresantes, como una sequía prolongada, es probable que crezca poco durante esos años.

De esta forma, los científicos pueden comparar los anillos de los árboles modernos con las mediciones de temperatura y precipitación de estaciones meteorológicas para establecer correlaciones mediante las técnicas de la dendroclimatología. Sin embargo, los árboles más viejos pueden ofrecer pistas sobre cómo era el clima mucho antes de que se registraran las mediciones con estaciones meteorológicas.

La información aportada por los anillos de los árboles es vital para caracterizar la frecuencia e intensidad de las sequías y períodos húmedos en las reconstrucciones del clima pasado, lo que también contribuye a optimizar y reducir las inconstancias de los modelos matemáticos y de inteligencia artificial que emplean los científicos del clima para realizar simulaciones y predecir algunos de los efectos que tendrá el cambio climático a escala global y local.

Así mismo, esta disciplina es fundamental para conocer de antemano cual será la respuesta de las distintas especies de árboles y ecosistemas a las perturbaciones generadas por los cambios en el clima, lo que permite diseñar medidas que contribuyen a mejorar la conservación de los bosques y preservar su rol en el ciclo del carbono.

En este orden de ideas, una de las perturbaciones con mayor impacto en los bosques de todo el mundo son los incendios forestales, pero son los grandes y costosos incendios recientes los que han planteado preguntas urgentes sobre las diferencias entre los regímenes de incendios actuales y los del pasado. Las reconstrucciones dendroecológicas de la frecuencia, severidad, variabilidad espacial y extensión históricas de los incendios han demostrado ser esenciales para abordar estas preguntas.

Otro ámbito con potencial para la dendroecología es el de las ciencias forenses, en las que podría ser empleada para datar, evaluar y caracterizar incidentes de contaminación ambiental. Además, el método es independiente de la presencia física de contaminación en el momento del muestreo porque se centra en el efecto y no en la causa.

Estudiar los anillos sin talar los árboles

Para realizar un estudio dendroecológico se requiere recolectar muestras de varios árboles y distintas especies para poder llegar a conclusiones más sólidas. Estas muestras no necesariamente deben ser obtenidas de manera destructiva talando el árbol, sino que pueden ser conseguidas mediante el uso de técnicas poco invasivas que emplean barrenas en forma de tornillo que penetran en los troncos para obtener un testigo cilíndrico en el que se pueden observar todos los anillos, dejando un pequeño orificio que es cerrado con cera para prevenir la entrada de insectos o patógenos y facilitar cicatrización en poco tiempo.

Otra fuente de información para la dendroecología es la madera conservada, bien sea preservada en sedimentos o como madera que forma parte la estructura de construcciones del hombre.

Para obtener series de datos más largas, los científicos solapan y contrastan los anillos de árboles contemporáneos de distintas edades con restos de troncos a fin de encontrar patrones de crecimiento reconocibles para completar series cronológicas largas. Es así como se han podido obtener registros que datan de más de 10.000 años.

Durante los últimos tiempos, y con el objetivo de sacar el mayor provecho a la información obtenida de los anillos de los árboles, se han desarrollado múltiples bases de datos con información dendrocronológica y dendroecológica en diferentes áreas geográficas que permiten ubicar en el espacio y en el tiempo las series de datos de anillos que se van recolectando.

Hacia el futuro, los importantes avances metodológicos que ha obtenido la dendroecología durante el último medio siglo avanzarán aún más al integrarse con otras subdisciplinas ecológicas y ampliar su alcance, tanto en términos de métodos como de teoría. Simultáneamente, estos esfuerzos beneficiarán enormemente a una amplia gama de disciplinas ecológicas a través de la incorporación de una de las mayores fortalezas de la dendrocronología: datos ecológicos altamente resueltos y fiables que abarcan desde estaciones hasta siglos.

Luis Alejandro Padrino es consultor en sostenibilidad e ingeniero agrónomo especialista en cambio climático, ambiente, sostenibilidad, ESG y mercados de carbono. LinkedIn.

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