La fotosíntesis en la Tierra está regulada por la fenología de las plantas, la forma en que los ciclos de vida de las plantas interactúan con el clima, y las condiciones ambientales, que cambiaron sustancialmente en las últimas décadas. A diferencia de la fotosíntesis de principios de temporada, que se debe principalmente al calentamiento de las temperaturas o al iniciode la estación húmeda, la fotosíntesis tardía puede estar limitada por varios factores, como el ciclo de vida de las plantas y la radiación, y sus mecanismos subyacentes son menos conocidos. La fotosíntesis tardía en la tierra contribuye en gran medida a la fijación anual total de carbono y es sensible al climaLos científicos generalmente están de acuerdo en que la limitación de temperatura en la fotosíntesis de fines de la temporada se aliviará con el calentamiento, pero los efectos de la disponibilidad de agua son muy inciertos.
Un nuevo estudio de Columbia Engineering muestra que el aumento del estrés hídrico, una mayor frecuencia de sequía debido a temperaturas más altas, va a limitar el ciclo fenológico: en efecto, al cerrar la fotosíntesis, generará una menor absorción de carbono al final dela temporada, contribuyendo así al aumento del calentamiento global. Los investigadores utilizaron datos de teledetección y observaciones in situ para analizar las limitaciones de temperatura y agua al final de la fecha de la fotosíntesis. Descubrieron que la limitación de agua en la fotosíntesis tardía está regulada por ambasagua del suelo y temperatura media anual. Los modelos del sistema terrestre han pronosticado el calentamiento y el secado del suelo sobre la mayor parte de la superficie terrestre para el año 2100, por lo que está claro que la disponibilidad de agua será cada vez más importante como un factor limitante para la fotosíntesis tardía y la absorción de carbono.
"Queríamos entender cuál es el factor determinante de la fotosíntesis de las plantas durante la temporada de crecimiento tardío y cómo cambiará en el futuro", dice Pierre Gentine, profesor asociado de ingeniería ambiental y de la tierra y afiliado al Earth Institute, quiendirigió el estudio publicado hoy en Actas de la Academia Nacional de Ciencias . "Nuestro estudio es un muy buen ejemplo de cómo los avances en las tecnologías de teledetección pueden utilizarse para resolver preguntas duraderas como esta".
El equipo utilizó tanto el aprendizaje automático como la teledetección para generar un nuevo conjunto de datos para mapear la fotosíntesis global de las plantas. Encontraron un patrón espacial contrastante de las limitaciones de temperatura y agua en la fotosíntesis al final de la temporada de crecimiento. El umbral que los separaba estaba determinado porEl equilibrio entre la disponibilidad de energía y el suministro de agua del suelo. La precipitación y la temperatura tuvieron impactos importantes pero opuestos al final de la estación de crecimiento de la fotosíntesis para los ecosistemas en diferentes lugares: si la fotosíntesis de las plantas en algunas áreas está limitada por la precipitación relación positiva con la precipitación, temperaturaes probable que tenga un efecto negativo, y viceversa.
"Somos los primeros en mostrar que el equilibrio entre el agua del suelo y la entrada de energía en el ecosistema determina si el sistema está limitado por la precipitación o la temperatura", dice el autor principal del estudio, Yao Zhang, un ex científico de investigación postdoctoral con Gentine yahora es un erudito postdoctorado en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. "A medida que disminuye la limitación de temperatura, se necesita más agua del suelo para soportar una mayor actividad de la vegetación, especialmente durante la temporada de crecimiento tardío. Los modelos CMIP5 proyectan calentamiento y secado futuros, especialmente durante la temporada tardía, los cuales deberíanexpande aún más las regiones con agua limitada, causando grandes variaciones y posibles disminuciones en la fotosíntesis ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia . Original escrito por Holly Evarts. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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