Los árboles viejos del Pirineo, vigías de la contaminación atmosférica

Un reciente estudio llevado a cabo por un equipo internacional de investigadores señala que los anillos de crecimiento de los árboles centenarios de la Península Ibérica podrían registrar el incremento de emisiones atmosféricas por el desarrollo industrial, así como las erupciones volcánicas pasadas, entre otros cambios químicos de la atmósfera. Particularmente, los árboles viejos refugiados en la alta montaña de áreas remotas menos explotadas, como los bosques subalpinos de pino negro (Pinus uncinata) de los Parques Nacionales de Ordesa y Monte Perdido y Aigüestortes i Estany de Sant Maurici.

La investigación ha sido liderada por el CETEMAS-Asturias, el Instituto Pirenaico de Ecología-Zaragoza (IPE-CSIC) y la Universidad Pablo de Olavide (Sevilla), en colaboración con la Universidad de Barcelona y la Técnica de Múnich (Alemania). Bajo la coordinación de la Dra. Andrea Hevia, investigadora del CETEMAS y colaboradora visitante del IPE-CSIC, y con el título “Towards a better understanding of long-term wood-chemistry variations in old-growth forests: A case study on ancient Pinus uncinata trees from the Pyrenees”, el trabajo ha sido publicado en la prestigiosa revista medioambiental Science of the Total Environment.

Los autores del trabajo ponen su foco de atención en los cambios temporales de la composición química de los anillos anuales de crecimiento de los árboles viejos del Pirineo, empleando la dendroquímica y un escáner especializado (XRF) no destructivo de maderas (Itrax multiscanner, Cox Analytical Systems). Los investigadores han creado una novedosa metodología que analiza los cambios atmosféricos en los últimos 700 años a escala anual y estacional a partir de los anillos de crecimiento de los árboles viejos del Pirineo.

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Extracción de un testigo de madera para el análisis de anillos anuales de crecimiento mediante dendrocronología en Pinus uncinata del Parque Nacional de Aigüestortes i Estany de Sant Maurici. Foto: J. Julio Camarero y Emilia Gutiérrez.

El estudio revela un incremento del contenido en fósforo, azufre y cloro a partir del año 1850, período en el que comienza la Revolución Industrial en Europa y, por tanto, el aumento de las emisiones de algunos de estos elementos a la atmósfera. Según apunta la investigadora Andrea Hevia, el aumento de las temperaturas a nivel global habría favorecido la fijación de estos elementos en los anillos de crecimiento.

“Es fundamental evaluar los indicadores de cambios ambientales para anticipar posibles efectos tanto positivos como negativos en la salud de los bosques, sobre todo cuando hablamos de la máxima expresión de la conservación en España, como son los Parques Nacionales. Si tal y como indica este trabajo, durante los siglos XIX y XX se alcanzaron niveles muy superiores de elementos químicos que se mantenían estables en los últimos siglos, es recomendable usar este tipo de técnicas para evaluar los posible efectos futuros de las emisiones atmosféricas en la conservación de los bosques”, indica el investigador del IPE-CSIC, J. Julio Camarero.

El estudio también analiza datos de elementos químicos esenciales en el desarrollo de la madera, como el calcio. Los autores concluyen que la nueva metodología permitirá entender mejor la dinámica de los ciclos biogeoquímicos de los bosques y su interacción con los efectos antropogénicos y climáticos, ya que permite comprender cómo los árboles gestionan los nutrientes a escalas anual y estacional durante siglos.

Los análisis químicos de la muestras dendrocronológicas indican que en lugares con suelos más básicos (gran parte del Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido), los árboles podrían tener una mayor capacidad de amortiguar los fenómenos de acidificación global, al contrario que lo observado en lugares con suelos más ácidos (Parque Nacional de Aigüestortes i Estany de Sant Maurici). “El aumento de las emisiones de sulfatos y nitratos a la atmósfera puede limitar la fijación en el suelo y absorción por parte del árbol de elementos esenciales como el calcio, magnesio o manganeso, entre otros, todos ellos esenciales para el crecimiento y desarrollo de los bosques”, indica la Dra. Emilia Gutiérrez, de la Universidad de Barcelona.

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Bosque pirenaico de pino negro (Pinusuncinata) en el P. N. Aigüestortes i Estany de Sant Maurici. Foto: Emilia Gutiérrez.

Por otro lado, el trabajo ha conseguido analizar por primera vez los efectos del cambio climático en relación con los ciclos de nutrientes en los bosques. Según los autores, el estudio de los efectos del cambio climático en esta región y la variación histórica de elementos químicos en los árboles podrían ser una excelente representación de los potenciales efectos que podrían soportar muchos de los bosques de coníferas en el siglo XXI.

Erupciones volcánicas

Asimismo, gracias a esta nueva metodología se han podido identificar procesos geológicos con efectos a escala global, como las erupciones volcánicas. Algunos de estos eventos fueron tan potentes que provocaron que las cenizas ocultaran la luz del sol durante meses, produciendo un descenso de temperaturas a escala hemisférica. Es cuestión de tiempo que alguno de estos eventos vuelva a ocurrir, por ello, resulta muy interesante estudiar los elementos químicos emitidos por las erupciones en los anillos de crecimiento de árboles centenarios, para entender la frecuencia con la que se dan este tipo de fenómenos en la era moderna.

Los científicos han analizado el registro de los tres siglos más recientes y han concluido que las erupciones de los volcanes a escala global pueden ser registradas con precisión en árboles del Pirineo. Estos fenómenos se caracterizaron no solo por descensos de temperaturas, sino por fuertes incrementos de elementos como el hierro. Es el caso de la erupción del Tambora (Indonesia), en 1815, una de las mayores erupciones volcánicas registradas de la historia, “que condujo al ‘año sin verano’ en 1816, afectando a parte de Norteamérica y Europa occidental”, indica el Dr. Raúl Sánchez-Salguero, de la Universidad Pablo de Olavide. “O un volcán más cercano a la península Ibérica, el Timanfaya, en Lanzarote (Islas Canarias), en 1730-36, donde se produjo un incremento de hierro en la atmósfera, siendo una de las erupciones más importantes en la era moderna para España, no solo por la enorme cantidad de materiales arrojados sino también por su larga duración”, añade.

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Muestra de rayos X de los anillos de la madera de Pino negro del Pirineo superpuesta con el dato de crecimiento (azul) el contenido de hierro en la madera (amarillo). Se aprecia el incremento de hierro durante la erupción del volcán Tambora (1815) de fondo (fuente Tambora: Associated Press). Montaje: Andrea Hevia.

Por otro lado, la liberación de material a la atmósfera por estas potentes erupciones ha sido registrada a través del estudio de picos del contenido de azufre: Monte St. Helens (USA, 1800), Consigüina (Nicaragua, 1835), Krakatau (Indonesia, 1883), entre otros; o de cloro: Thera (Grecia, 1629), Monte Unzen (Japón, 1792), Paricutín (México, 1952) o Monte Redoubt (USA, 1989).

“Una vez comprobado que esta nueva metodología permite entender multitud de procesos biogeoquímicos asociados con los bosques y el medio ambiente a escala regional, el objetivo futuro será mejorar y ampliar las series de registro dendroquímico a otros tipos de bosque a nivel de la Cuenca Mediterránea, Europa o escala planetaria”, indican Andrea Hevia y Raúl Sánchez-Salguero.

El trabajo ha sido realizado gracias a la colaboración de administraciones locales, regionales y nacionales como el Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido y el Parque Nacional de Aigüestortes i Estany de Sant Maurici; la financiación de organismos públicos como los Ministerios de Economía, Industria y Competitividad (proyectos CGL2011-26654, FunDiver-CGL2015-69186-C2-1-R; CoMo-ReAdapt, CGL2013-48843-C2-1-R y IJCI-2015-25845), el Organismo Autónomo de Parques Nacionales, Ministerio de Agricultura y Medio Ambiente de España (proyectos 12/2008, 387/2011), la Unión Europea (proyecto ForMAT: Sensitivity of tree growth to climate change and growth modelling from past to future, contract ENV4- CT97-0641; proyectos ISONET (EV K2-2001-00237) y MILLENNIUM (017008-2); proyecto CANOPEE-Interreg V-A POCTEFA 2014-2020- fondos FEDER (EFA028/15), contrato postdoctoral (IJCI-2015-25845).

Referencia:

Hevia, A, Sánchez-Salguero, R., Camarero, J.J., Buras, A., Sangüesa-Barreda, G., Galván, J.D., Gutiérrez, E. 2018. Towards a better understanding of long-term wood-chemistry variations in old-growth forests: A case study on ancient Pinus uncinata trees from the Pyrenees. Science of the Total Environment, 625, 220-232. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896971733663X)

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