Los árboles ¿verdaderos dioses de la lluvia?

Autores: Daniel Fernández Molina [1], José Luis Andrade Torres [2], Eduardo Cejudo Espinosa [3] 

Relevantes descubrimientos científicos realizados en la selva del Amazonas por Joao Pablo Nardin, en 2012, nos demuestran que la existencia de árboles genera y atrae la lluvia en la región. Si bien ya sabíamos que los bosques intervienen en el ciclo del agua, las nuevas investigaciones sugieren que los árboles en conjunto provocan y son un imán para la lluvia.

¿Qué se sabe de la relación bosque-agua-clima?

Hasta ahora han estado bien documentadas las interacciones entre los bosques y el agua, pero ¿cómo es que se da esta relación? En términos sencillos, sabemos que después de llover los árboles absorben el agua del suelo, de la cual una parte se utiliza en la fotosíntesis, otra parte se queda guardada en el tronco (u otras partes del árbol) y otra transpira hacia la atmósfera por medio de poros que se encuentran en las hojas llamados estomas. Esta agua que es transpirada por las hojas puede volver a condensarse en la atmósfera y con ello contribuir a la generación de nubes y más lluvia.

No sólo eso: las raíces de los árboles y plantas son estructuras que pueden formar extensas redes conteniendo de esta manera al suelo y con él, el agua. Las raíces además forman conductos en el suelo, lo que ayuda al desplazamiento del agua, ayudando así, entre otras cosas, a la conducción del agua hacia arroyos, cuerpos de agua, al subsuelo y también a los acuíferos.

De esta manera los bosques tienen una gran fuerza en la regulación del clima. En los trópicos, los bosques tienen un efecto neto de enfriamiento, es decir, la temperatura del bosque y su región se mantienen por debajo de la que se observa en zonas sin áreas forestales o deforestadas. Un buen ejemplo, que ustedes tal vez ya hayan vivido, es el aumento de la temperatura en las ciudades a causa de la disminución o carencia de arbolado. Es evidente que, a falta de árboles en la ciudad, la temperatura aumenta.

Lo que los nuevos descubrimientos nos dicen

Gracias a las investigaciones y análisis que llevan a cabo los científicos es posible que como sociedad podamos conocer y quedarnos fascinados del gran poder que representan los bosques. Resulta que los árboles que conforman los bosques tienen su propio carisma y, así como los seres humanos, los bosques también segregan sustancias de todo tipo, tanto dentro de su estructura como fuera de esta. Hasta ahora se sabía que estas sustancias provenientes de los árboles ayudaban a los bosques a comunicarse y protegerse contra los ataques de enfermedades y de otros organismos, tales como insectos y hongos. No obstante, se ha descubierto que dichas sustancias también tienen un efecto sobre el clima. Estas señales químicas que ahora son el centro de atención son conocidas como compuestos orgánicos volátiles o "vOCs" (por sus siglas en inglés de Volatile Organic Compounds). Por comodidad, así es como les llamaremos en este texto.

El papel de los VOCs es bien conocido en las interacciones del ecosistema. Por un lado, tienen una función muy importante en la atracción de polinizadores hacia las plantas y, por el otro, las plantas los usan como mecanismos de defensa contra la amenaza de insectos herbívoros. Sin embargo, por años también han sido parcialmente criminalizados: según algunos estudios científicos, los VOCs que se generan en exceso en las ciudades -principalmente por la quema de combustibles fósiles- provocan una saturación en la atmósfera de las zonas urbanas, lo que tiene como resultado el incremento de compuestos como el ozono, que en grandes cantidades es tóxico para los seres humanos. Sin embargo, los VOCs que se emiten en las ciudades son de diferente composición química a los que generan los bosques de manera natural. 

Pero entonces... ¿cómo es posible que los VOCs sean beneficiosos?

En los bosques tropicales la historia es otra. ¡Los VOCs desempeñan un papel importantísimo! Estas moléculas, tras ser expulsadas por los árboles hacia la atmósfera, funcionan como imanes para las moléculas de agua que se encuentran suspendidas en el aire. Gracias a los VOCs, las moléculas de agua en la atmósfera -al condensarse cada vez más y más- formarán nubes y después lluvia. Es decir, ¡sin estos compuestos habría menos lluvia!

Contrario a lo que se observa en los bosques, en las grandes ciudades -además de que hay una menor liberación de vapor de agua por la falta de árboles- lo que se presenta es una saturación de emisiones de todo tipo, no únicamente VOCs. Esto tiene como consecuencia el efecto contrario, es decir, menor cantidad de lluvia. Por ende, el crecimiento urbano descontrolado reduce las precipitaciones y prolonga la sequía en ciudades.

Pero no sólo eso. De manera indirecta los bosques también atraen más lluvia que la que ellos mismos crean. Al generar las nubes, se forma un gradiente de baja presión en la región o zona donde se encuentra el bosque, es decir, se genera algo así como un vacío en el área del bosque. A este efecto se le conoce como bomba biótica y este vacío atrae más moléculas de agua y nubes que pueden encontrarse a kilómetros de distancia, por ejemplo, en los océanos y así generar más lluvia en la región. Es decir, sin árboles habría menos lluvia.

¿Por qué habría de importarnos?

Los bosques mediante la segregación de las asombrosas moléculas VOCs producen la condensación de la lluvia y, posteriormente, un imán para más lluvia. Ahora bien, ¿qué pasaría con la deforestación? ¿Qué sucede cuando los árboles nativos son reemplazados por otras especies?

Con la deforestación, seguramente ocurriría un incremento en la temperatura de una región, una menor formación de nubes, una disminución en la precipitación, además de una pérdida de agua en el subsuelo, ya que ésta no se concentraría en una zona; el suelo se volverá impermeable y no habría recarga de acuíferos. Respecto a la segunda pregunta, la respuesta es un poco más compleja. Distintas especies de árboles generan diferentes tipos de VOCs, así como diversas cantidades de éstos. Muchos podrían pensar en reemplazar algunas especies de árboles por otras más productivas en lo que se refiere a estos compuestos, pero esto también tendría un efecto adverso en términos ecológicos, sobre todo en los bosques. Otro factor para tomar en cuenta es que las investigaciones y descubrimientos son recientes, por lo que hacen falta más estudios en todos los ecosistemas, incluyendo los presentes en México.

Finalmente, con la pérdida de bosques y selvas tendríamos como resultado una disminución en precipitación en grandes magnitudes. Es decir, no sólo se perderá la capacidad de formación de lluvia, sino que, además, habrá menos atracción de nubes y vapor de agua proveniente de zonas lejanas a los bosques, por lo que el efecto sería aún peor.

¿Qué tanto se ha investigado sobre esto en los bosques de México?

A lo largo de nuestro territorio encontramos ecosistemas de todo tipo: la Selva Lacandona en Chiapas, las selvas caducifolias en la península de Yucatán y la costa del Pacífico, los bosques de niebla en Veracruz y los bosques templados a lo largo de las sierras Madre Occidental y Oriental, así como en el Eje Neovolcánico. Incluso siendo diferentes, en todos ellos existe una relación importante entre el bosque y el ciclo del agua. Hasta el día de hoy se han realizado investigaciones muy interesantes sobre los bosques y su relación con la lluvia en Chiapas, Sonora y Veracruz, aunque, lamentablemente, no han sido muchas. Esto se debe a que los estudios a nivel global son relativamente recientes. Al ser México un país tan diverso en ecosistemas es de suma importancia comenzar a considerar líneas de investigación encaminadas a estos temas cuanto antes.

En particular deberíamos enfocarnos en apoyar la investigación y conservación de los ecosistemas más amenazados, como es el caso de las selvas caducifolias, las cuales son las que se deforestan en mayor medida en el país. El no ahondar en la investigación nos privaría de describir, generar predicciones, realizar estrategias adecuadas de manejo y crear una evaluación precisa sobre la vegetación y su papel en la generación de lluvias en las diferentes regiones de nuestro país. 

¿Algún caso en particular en México?

Yucatán es un estado bastante peculiar. Sufre de altas temperaturas durante la mayor parte del año, y en las ciudades se supera a veces los 40"C. Cada año existe un periodo de sequía de más de cuatro meses, durante el cual la mayor parte de sus árboles pierden sus hojas. Curiosamente, es uno de los pocos estados en los que no existe la escasez de agua... y ¿por qué? Esto se debe al gran reservorio de agua presente en su inmenso acuífero de roca cárstica que es alimentado anualmente por las lluvias. Millones de personas dependemos de este acuífero, por lo que resulta necesario conocer el papel de los bosques en la atracción y generación de la lluvia en la región. Es muy probable que las selvas de Yucatán desempeñen un papel importante en el ciclo del agua. Lamentablemente, como mencionamos, la selva baja caducifolia -la mayor área forestal del estado de Yucatán- es uno de los ecosistemas más amenazados por la deforestación. No sólo eso, el cambio climático empuja a que la sequía se prolongue, lo que significaría un mayor riesgo de incendios forestales y su duración, por lo que el poder de las selvas disminuiría considerablemente.

¿Qué podemos aprender de todo esto?

Los árboles resultan ser aún más extraordinarios de lo que pensábamos. Y de igual forma, ahora sabemos que los bosques tienen un desempeño relevante en el clima. Esto debe hacernos entender lo valiosos que son.

Recordemos que el poder de los bosques sobre el agua y el clima depende de la transpiración de las hojas de los árboles, la producción de VOCs y los sistemas de baja presión (bomba biótica) que se generan en consecuencia.

La ciencia, el manejo forestal y los beneficios que obtenemos de los bosques van siempre de la mano. Si nos dedicamos a conocer el funcionamiento de los bosques nos ayudará a mejorar la forma en la que se gestionen, su composición natural y a obtener el máximo beneficio de éstos. Ahora bien, las tareas a realizar para todas las personas, a nivel individual serían: respetar, reconocer y apoyar la labor científica, conocer nuestros bosques, protegerlos y aprender a ser consumidores responsables de los productos y servicios que ellos nos otorgan.

Por último, debemos darle particular importancia al agua. El mismo líquido sin el cual no podríamos sobrevivir será el recurso más escaso en los próximos 50 años; se ve amenazado por factores como la contaminación, la sobreexplotación, pero sobre todo por la pérdida de bosques y desertificación. Cuidar nuestros bosques es cuidar el agua. 

 Bibliografía

1 Comisión Nacional para el Uso y Conocimiento de la Biodiversidad. 2019. Ecosistemas, en https://www.biodiversidad.gob.mx/ecosistemas/ecosistemas.html 

2 Gotsch, S., H. Asbjornsen y G. Goldsmith. 2016. Plant carbon and water fluxes in tropical montane cloud forests. Journal of Tropical Ecology 1: 1-17. 10.1017/S0266467416000341

3 Makarieva, A., V. Gorshkov, D. Sheil, A. Nobre y B. L. Li. 2013. Where do winds come from? A new theory on how water vapor condensation influences atmospheric pressure and dynamics. Atmos Chem Phys 13: 1039-1056.

4 Makarieva, A., V. Gorshkov, D. Sheil, A. Nobre, P. Bunyard y B. L. Li. 2013. Why Does Air Passage over Forest Yield More Rain? Examining the Coupling between Rainfall, Pressure, and Atmospheric Moisture Content. Journal of Hydrometeorology 15. 10.1175/JHM-D-12-0190.s1

5 Martino, A., G. de Gennaro, A. Marzocca, L. Trizio y M. Tutino. 2011. Monitoring of volatile organic compounds in the cities of the metropolitan area of Bari (Italy). Procedia Environmental Sciences 4: 126-133

6 Muñoz-Villers, L. E., F. Holwerda, M. S. Alvarado Barrientos, D. Geissert, B. Marín Castro, Gómez Tagle, J. McDonnell, H. Asbjornsen, T. Dawson y L. Adrian Bruijnzeel. 2015. Efectos hidrológicos de la conversión del bosque de niebla en el centro de Veracruz, México. Bosque (Valdivia) 36 (3): 395- 407. https://dx.doi.org/10.4067/S0717-92002015000300007 

7 Pearce. F. 2018. Rivers in the Sky: How Deforestation Is Affecting Global Water Cycles. Yale Environment 360, en https://e360.yale.edu/features/how-deforestation-affectingglobal-water-cycles-climate-change 

8 Sheil, D. 2018. Forests, atmospheric water and an uncertain future: the new biology of the global water cycle (in Forest Ecosystems). Forest Ecosystems 5: 1-22. 10.1186/S40663-018-0138-y

9 Tavares, J. P. N. 2012. Interaction between vegetation and the atmosphere in cloud and rain formation in the Amazon: a review. Estudos Avancados 26 (74): 219-228. https://dx.doi.org/10.1590/S0103-40142012000100015   

[1] Centro de Investigación Científica de Yucatán / Recursos Naturales, Mérida, Yucatán; daniel.fernandez@cicy.mx

[2] Centro de Investigación Científica de Yucatán / Recursos Naturales, Mérida, Yucatán; andrade@cicy.mx

[3] Centro de Investigación Científica de Yucatán / Unidad Ciencias del Agua (UCIA), Cancún, Quintana Roo; eduardo.cejudo@cicy.mx