francesco giardinaEl agua juega un papel central en el mundo dinámico de los ecosistemas. La sensibilidad de la vegetación a la sequía, en particular, depende de la comprensión de la limitación del agua. Sin embargo, al intentar desentrañar esta compleja relación, la comunidad científica a menudo se ha visto paralizada por la inmensa variedad de tipos de vegetación, los diferentes climas y la imprevisibilidad de las zonas de raíces. Nuestro estudio reciente, publicado en la revista científica New Phytologist, arroja luz sobre algunas de estas preguntas abiertas, pero también resalta dónde persisten las lagunas de conocimiento.
El aprendizaje profundo ilumina el estrés hídrico de las plantas en todos los biomas
Al emplear redes neuronales profundas, hemos observado más de cerca cómo responde la vegetación ante condiciones de sequía. Hemos podido aislar y medir un factor de estrés hídrico (fET) que indica reducciones de la evapotranspiración (ET) durante la sequía. En particular, nuestros resultados muestran diferentes respuestas de ET al estrés hídrico. De hecho, el rango es amplio, desde la rápida disminución de la FET en algunos sitios de sabana y pastizales hasta la sutil reducción en la mayoría de los bosques. Precisamente, observamos pronunciadas disminuciones en fET en sabanas y pastizales, cayendo en ocasiones hasta el 10% de la tasa observada en condiciones ricas en agua. Por el contrario, la mayoría de los bosques exhibieron sólo ligeras reducciones en el fET, incluso cuando enfrentaron déficits hídricos significativos.
Pero aquí está el problema: en la mayoría de los sitios áridos, después de una caída inicial, la relación entre fET y el déficit hídrico acumulado parece estabilizarse (Figura 1 y XNUMX). ¿Pero por qué?
Cuando se nos presentaron inicialmente estos hallazgos, nos enfrentamos a la pregunta: ¿se debía esto a una mayor resistencia al xilema en estos sitios, o estos lugares podrían acceder a reservas de agua subterránea más profundas?
La respuesta, o al menos parte de ella, se encontró en estudios de campo anteriores, que revelaron que la vegetación, especialmente en áreas más secas, puede sostener la ET durante la sequía debido al agua subterránea o al acceso más profundo a la humedad del suelo. Al mismo tiempo, las plantas también ajustan estratégicamente su cierre de estomas en función de la progresión del déficit hídrico. Sin embargo, muchos modelos convencionales de superficie terrestre no tienen en cuenta estas complejidades, lo que lleva a una comprensión incompleta del estrés hídrico y sus impactos.
Hacia una red global de potencial hídrico
Y esto nos lleva a una brecha crítica. A pesar de su innegable importancia, los estudios y mediciones de campo, particularmente aquellos centrados en el potencial hídrico (Figura 2, Figura 3), no son fácilmente accesibles y no suelen estar ubicados junto con mediciones a escala de ecosistema. Esta falta de datos plantea desafíos para los investigadores que buscan perfeccionar la comprensión global de la limitación del agua en los ecosistemas terrestres.
¡Imagínese los avances posibles si los investigadores tuvieran acceso a una base de datos estandarizada y completa de mediciones del potencial hídrico en varios biomas! Nuestra exploración de las respuestas ET a la sequía utilizando el aprendizaje profundo ha mostrado resultados prometedores. Pero el camino por delante requiere colaboración, recursos compartidos y un esfuerzo concertado para llenar los vacíos de datos.
La comunidad científica se beneficiaría enormemente de una red global de mediciones del potencial hídrico, que nos brindaría las herramientas para comprender mejor los ecosistemas de nuestro planeta. Esto es lo que PSInet, una iniciativa para crear una red global de potencial hídrico.
ACERCA DEL ESCRITOR:
Francesco Giardina es investigador radicado en ETH bajo la dirección de Sonia Seneviratne. Trabaja en la interfaz de las interacciones tierra-atmósfera, la ecohidrología y la teledetección. Le apasiona especialmente la aplicación de nuevas técnicas de aprendizaje automático para comprender las respuestas de las plantas al estrés hídrico en condiciones climáticas cambiantes. Para más información: Francisco Giardina | ETH Zúrich
LECTURA SUGERIDA:
Alun Salt
Raquel Symonds
aj lata