Josep Peñuelas IV Prize for the Excellence Ramon Muntaner

Fotografia 3
Picture of the cerremony held in the Institut Ramon Muntaner last November 27th, 2018. The ceremony was presented by Prof. Joan Vallès, Universitat de Barcelona, Javi Martín, president of the Associació d’Amics de l’Institut Ramon Muntaner, Josep Colls, the director of the Institut and Francesc Cruanyes, Deputy Mayor.

 

Josep Peñuelas has been awarded with the IV Prize for the Excellence Ramon Muntaner n recognition of his professional career.

The Institute Ramon Muntaner created the Prize for the Excellence Ramon Muntaner Prize in 2014 dedicated to former students that have excelled in their professional career. This institute, funded in 1839, has registered amongst its students influential figures as Salvador Dalí, Josep Pla, Ramon Reig, o Alexandre Deulofeu.

La primera base de dades mundial de vegetació de la Terra

• Una investigació internacional presenta la primera base de dades mundial de vegetació, amb més de 1,1 milions de llistes completes d’espècies de plantes
• La base “sPlot” reuneix totes les espècies vegetals conegudes de tots els ecosistemes terrestres, des de l’Àrtic fins als tròpics
• Hi participen científics del CSIC, el CREAF i la UB, i està liderat per la Universitat Martin Luther Halle-Wittenberg d’Alemanya i el Centre Alemany per a la Investigació de Biodiversitat Integrativa
• Ha permès descobrir que alguns factors ambientals, com la pluja o la temperatura, no són tan essencials com es pensava per determinar trets funcionals de les plantes

Barcelona 19 de novembre de 2018.

Per què unes espècies de plantes creixen en uns llocs i no uns altres? Per què unes espècies creixen al costat d’unes espècies i no al costat d’altres? La diversitat de la vegetació global es pot descriure basant-se en tan sols uns pocs trets de cada espècie. És el que revela un equip d’investigació liderat per la Universitat Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) i el Centre Alemany per a la Investigació de Biodiversitat Integrativa (iDiv) Halle-Jena-Leipzig.

En l’estudi, que publiquen a la revista Nature Ecology & Evolution, presenten la primera base de dades mundial de vegetació, que conté més de 1,1 milions de llistes completes d’espècies de plantes mostrejades de tots els ecosistemes de la Terra. La base de dades podria ajudar a predir millor les conseqüències del canvi climàtic global.

El treball ha comptat amb la participació d’un centenar d’investigadors de 97 universitats i centres de recerca. Entre ells, Josep Peñuelas, científic del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i del CREAF, i Aaron Pérez Haase, investigador de la Universitat de Barcelona vinculat al Centre d’Estudis Avançats de Blanes del CSIC.

“Totes les plantes s’enfronten els mateixos reptes, ja siguin petites herbes, arbustos o arbres”, explica el professor Helge Bruelheide, de la Universitat Martin Luther Halle-Wittenberg i codirector del iDiv, que ha liderat l’estudi. “Per exemple, han de trobar una forma eficient de realitzar la fotosíntesi per obtenir l’energia que necessiten. Alhora, competeixen amb les plantes veïnes pels recursos limitats a terra, com l’aigua i els nutrients “.

390.000 espècies de plantes conegudes

Actualment, al voltant de 390.000 espècies de plantes són conegudes per la ciència. Al llarg del temps, cada espècie ha desenvolupat trets molt diferents per adaptar-se als factors del seu entorn. Aquests trets inclouen la mida de la planta, el gruix i els components químics de les seves fulles. Aquestes propietats també es coneixen com a trets funcionals de la planta.

“Aquests trets influeixen directament en la funció de la planta en l’ecosistema, com la quantitat de biomassa que produeix o la quantitat de diòxid de carboni que absorbeix l’aire”, diu Bruelheide.

Fins ara, els científics havien investigat les diferents combinacions d’aquests trets funcionals des de la perspectiva d’espècies individuals. “Però, en realitat, les espècies de plantes rares vegades es presenten soles; les plantes viuen en comunitats”, diu Bruelheide. Així que es necessiten bases de dades de vegetació que continguin informació sobre totes les plantes que creixen en un lloc específic.

La base de dades de referència de vegetació alemanya és un exemple. Està administrada des de la Universitat Martin Luther Halle-Wittenberg i conté informació sobre aproximadament 200.000 parcel·les de vegetació, d’estudis publicats i no publicats. Hi ha altres bases de dades similars, o estan sent compilades, en altres països.

Fins ara no hi ha hagut una base de dades unificada per compilar i harmonitzar aquest conjunt de diferents bases de dades. Per això es va llançar la iniciativa “sPlot” per a la Recerca de Biodiversitat Integrativa (iDiv), per tal de desenvolupar i configurar la primera base de dades de vegetació global, unificant i fusionant els conjunts de dades existents.

“SPlot” conté actualment més de 1,1 milions de llistes de vegetació de tots els continents, recopilades en les últimes dècades per centenars d’investigadors de tot el món. “Cada punt de la nostra base de dades és un lloc real amb coordenades precises i informació sobre totes les espècies de plantes que coexisteixen allà”, explica Bruelheide.

El grup de recerca va combinar aquest conjunt de dades massius amb la base de dades més gran del món per trets de plantes anomenada “TRY”, que també és una plataforma de base de dades iDiv. “Ens ha permès respondre a preguntes que ningú ha pogut abordar abans”, continua Bruelheide.

Factors externs que influeixen en els trets funcionals de les plantes

La investigació ha demostrat, per exemple, fins a quin punt els factors globals influeixen en els trets funcionals de les comunitats de plantes. Han descobert que, contràriament a l’opinió actual, la temperatura i la precipitació juguen un paper relativament limitat. “Sorprenentment, aquests dos factors no són tan importants. La nostra anàlisi demostra, per exemple, que les comunitats de plantes no es caracteritzen per tenir fulles més primes a mesura que augmenta la temperatura, des de l’Àrtic fins a la selva tropical “, diu Bruelheide.

En canvi, els investigadors “van trobar un vincle estret entre les variables climàtiques i el subministrament de fòsfor a les fulles, reflectit en la proporció entre el contingut de nitrogen i fòsfor en el full, que és un indicador de l’estat nutricional de les plantes”, explica el professor Josep Peñuelas, un dels coautors de l’estudi i científic del CSIC i del CREAF. L’ús local de la terra i la interacció de diferents plantes en un lloc específic tenen un impacte molt més gran en els trets funcionals de les comunitats vegetals.

Segons el professor Peñuelas, aquestes troballes mostren que els càlculs futurs de la producció de plantes a Espanya no poden determinar-se únicament sobre la base de models simplistes de temperatura-precipitació. L’estudi, publicat a Nature Ecology & Evolution, és el primer d’una sèrie de pròxims treballs del consorci “sPlot”.

Donat que està disponible per als científics que ho demanin, la base de dades “sPlot” és una oportunitat sense precedents per abordar nombroses qüestions de biodiversitat a escala global, incloent-hi els temes relacionats amb la distribució d’espècies de plantes no natives, i les similituds i diferències de les comunitats de plantes en les regions del món.

Font: Blog CREAF

Article de referència: ‘Global trait–environment relationships of plant communities’, Helge Bruelheide et al.  Nature Ecology & Evolution, doi. 10.1038/s41559-018-0699-8.

La primera base de datos mundial de vegetación de la Tierra

  • Una investigación internacional presenta la primera base de datos mundial de vegetación, con más de 1,1 millones de listas completas de especies de plantas
  • La base “sPlot” reúne todas las especies vegetales conocidas de todos los ecosistemas terrestres, desde el Ártico hasta los trópicos
  • Liderado por la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg de Alemania y el Centro Alemán para la Investigación de Biodiversidad Integrativa, en España participan el CSIC, el CREAF, la UB….
  • Ha permitido descubrir que algunos factores ambientales, como la lluvia o la temperatura, no son tan esenciales como se pensaba para determinar rasgos funcionales de las plantas

 

Barcelona, 19 de noviembre de 2018.

¿Por qué unas especies de plantas crecen en unos lugares y no otros? ¿Por qué unas especies crecen junto a unas especies y no junto a otras?  La diversidad de la vegetación global se puede describir basándose en tan sólo unos pocos rasgos de cada especie. Es lo que revela un equipo de investigación liderado por la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) y el Centro Alemán para la Investigación de Biodiversidad Integrativa (iDiv) Halle-Jena-Leipzig.

En el estudio, que publican en la revista “Nature Ecology & Evolution”, presentan la primera base de datos mundial de vegetación, que contiene más de 1,1  millones de listas completas de especies de plantas muestreadas de todos los ecosistemas de la Tierra. La base de datos podría ayudar a predecir mejor las consecuencias del cambio climático global.

El trabajo ha contado con la participación de un centenar de investigadores de 97 universidades y centros de investigación. Entre ellos, Josep Peñuelas, científico del CSIC y del CREAF, y Aaron Pérez Haase, investigador de la Universidad de Barcelona vinculado al CEAB-CSIC.

“Todas las plantas enfrentan los mismos desafíos, ya sean pequeñas hierbas, arbustos o árboles”, explica el profesor Helge Bruelheide, de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg y codirector del iDiv, quien ha liderado el estudio. “Por ejemplo, tienen que encontrar una forma eficiente de realizar la fotosíntesis para obtener la energía que necesitan. Al mismo tiempo, compiten con las plantas vecinas por los recursos limitados en el suelo, como el agua y los nutrientes”.

 

390.000 especies de plantas conocidas

Actualmente alrededor de 390.000 especies de plantas son conocidas por la ciencia. A lo largo del tiempo, cada especie ha desarrollado rasgos muy diferentes para adaptarse a los factores de su entorno. Estos rasgos incluyen el tamaño de la planta, el espesor y los componentes químicos de sus hojas. Estas propiedades también se conocen como rasgos funcionales de la planta.

“Estos rasgos influyen directamente en la función de la planta en el ecosistema, como la cantidad de biomasa que produce o la cantidad de dióxido de carbono que absorbe del aire”, dice Bruelheide.

Hasta ahora, los científicos habían investigado las diferentes combinaciones de estos rasgos funcionales desde la perspectiva de especies individuales. “Pero, en realidad, las especies de plantas rara vez se presentan solas; las plantas viven en comunidades”, dice Bruelheide. Así que se necesitan bases de datos de vegetación que contengan información sobre todas las plantas que crecen en un lugar específico.

La base de datos de referencia de vegetación alemana es un ejemplo. Está administrada desde la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg y contiene información sobre aproximadamente 200.000 parcelas de vegetación, de estudios publicados y no publicados. Existen otras bases de datos similares, o están siendo compiladas, en otros países.

Hasta ahora no ha habido una base de datos unificada para compilar y armonizar ese conjunto de diferentes bases de datos. Por eso se lanzó la iniciativa “sPlot” para la Investigación de Biodiversidad Integrativa (iDiv), con el fin de desarrollar y configurar la primera base de datos de vegetación global, unificando y fusionando los conjuntos de datos existentes.

“sPlot” contiene actualmente más de 1,1 millones de listas de vegetación de todos los continentes, recopiladas en las últimas décadas por cientos de investigadores de todo el mundo. “Cada punto de nuestra base de datos es un lugar real con coordenadas precisas e información sobre todas las especies de plantas que coexisten allí”, explica Bruelheide.

El grupo de investigación combinó este conjunto de datos masivos con la base de datos más grande del mundo para rasgos de plantas llamada “TRY”, que también es una plataforma de base de datos iDiv. “Nos ha permitido responder a preguntas que nadie ha podido abordar antes”, continúa Bruelheide.

 

Factores externos que influyen en los rasgos funcionales de las plantas

La investigación ha demostrado, por ejemplo, hasta qué punto los factores globales influyen en los rasgos funcionales de las comunidades de plantas. Han descubierto que, contrariamente a la opinión actual, la temperatura y la precipitación juegan un papel relativamente limitado.

“Sorprendentemente, estos dos factores no son tan importantes. Nuestro análisis demuestra, por ejemplo, que las comunidades de plantas no se caracterizan por tener hojas más delgadas a medida que aumenta la temperatura, desde el Ártico hasta la selva tropical”, dice Bruelheide.

En cambio, los investigadores “encontraron un vínculo estrecho entre las variables climáticas y el suministro de fósforo en las hojas, reflejado en la proporción entre el contenido de nitrógeno y fósforo en la hoja, que es un indicador del estado nutricional de las plantas”, explica el profesor Josep Peñuelas, uno de los coautores del estudio y científico del CSIC y del CREAF.  El uso local de la tierra y la interacción de diferentes plantas en un lugar específico tienen un impacto mucho mayor en los rasgos funcionales de las comunidades vegetales.

Según el profesor Peñuelas, estos hallazgos muestran que los cálculos futuros de la producción de plantas en una región no pueden determinarse únicamente sobre la base de modelos simplistas de temperatura-precipitación.

El estudio publicado en “Nature Ecology & Evolution” es el primero de una serie de próximos trabajos del consorcio “sPlot”. Al estar disponible para los científicos que lo pidan, la base de datos “sPlot” es una oportunidad sin precedentes para abordar numerosas cuestiones de biodiversidad a escala global, incluyendo los temas relacionados con la distribución de especies de plantas no nativas, y las similitudes y diferencias de las comunidades de plantas en las regiones del mundo.

 

Fuente: Blog CREAF

Referencia: ‘Global trait–environment relationships of plant communities’, Helge Bruelheide et al.  Nature Ecology & Evolution, doi. 10.1038/s41559-018-0699-8.

From the Arctic to the tropics: researchers present a unique database on Earth’s vegetation

Which plant species grow where – and why? In a new study in “Nature Ecology & Evolution”, an international research team presents the world’s first global vegetation database which contains over 1.1 million complete lists of plant species for all terrestrial ecosystems.

Which plant species grow where, alongside which others – and why? The diversity of global vegetation can be described based on only a few traits from each species. This has been revealed by a research team led by Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) and the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig. In a new study published in the scientific journal “Nature Ecology & Evolution”, they present the world’s first global vegetation database which contains over 1.1 million complete lists of plant species sampled across all Earth’s ecosystems. The database could help better predict the consequences of global climate change.

All plants face the same challenges, whether they are small grasses, shrubs or trees. “For example, they have to find an efficient way to conduct photosynthesis in order to obtain the energy they need. At the same time, they compete with neighbouring plants for limited resources in the soil, like water and nutrients,” explains Professor Helge Bruelheide from the Institute of Biology / Geobotany at MLU and co-director of iDiv.

Currently around 390,000 plant species are known to science. Over time, each species has developed very different traits in reaction to external factors at their location. These include the plant’s size, the thickness and the chemical constituents of its leaves. These properties are also referred to as functional plant traits. “These functional traits directly influence a plant’s ecosystem function, such as how much biomass it produces or how much carbon dioxide it absorbs from the air,” says Bruelheide.

Until now, researchers have primarily investigated different combinations of these functional traits from the perspective of individual plant species. “In reality, however, plant species rarely occur alone; plants live in communities,” says Bruelheide. Therefore, so-called vegetation databases are needed that contain data on all of the plants growing at a specific location. The German Vegetation Reference Database is an example. It is managed at MLU by Dr. Ute Jandt, a member of Helge Bruelheide’s research group. It contains about data on about 200,000 vegetation plots from published and unpublished vegetation studies. Similar databases exist, or are being compiled, in many other countries.

Up until now there has been no database of databases, to compile and harmonize all these different datasets. As a result, the “sPlot” initiative was launched at the iDiv research centre to develop and set up the first global vegetation database, unifying and merging the existing datasets. “sPlot” currently contains more than 1.1 million vegetation lists from every continent, collected over the past decades by hundreds of researchers from all over the world. “Each point in our database is a real place with precise coordinates and information about all the plant species that co-exist there,” explains Bruelheide.

The research group combined this massive dataset with the world’s largest database for plant traits called “TRY” which is also an iDiv database platform. “It has enabled us to answer questions that nobody has been able to tackle before,” Bruelheide continues. The research tested, for instance, to what extent global factors influence the functional traits of plant communities. Contrary to current opinion, they found that temperature and precipitation play a relatively limited role. “Surprisingly, these two macro-factors are not so important. Our analysis shows, for example, that plant communities are not consistently characterised by thinner leaves as the temperature increases – from the Arctic to the tropical rainforest,” says Bruelheide. Instead the researchers “found a close tie between climate variables and the phosphorus supply in the leaves, reflected in the ratio between nitrogen and phosphorus content in the leaf, which is an indicator of plants’ nutritional status” explains Prof Josep Penuelas, one of the coauthors, from CREAF-CSIC. Local land use and the interaction of different plants at a specific location have a much greater impact on the functional traits of plant communities. According to Prof Josep Penuelas, these findings show that future calculations of plant production in a region cannot only be determined on the basis of simplistic temperature-precipitation models.

The study published in “Nature Ecology & Evolution” is the first of a series of upcoming papers by the “sPlot” consortium. Being available on request to other scientists, the “sPlot” database is disclosing unprecedented opportunities to tackle numerous biodiversity questions at the global scale, including the issues pertaining to the distribution of non-native plant species and the similarities and differences of plant communities across world regions.

Reference: ‘Global trait–environment relationships of plant communities’, Helge Bruelheide et al.  Nature Ecology & Evolution, doi. 10.1038/s41559-018-0699-8.

El canvi global posa en risc els sistemes naturals, la salut i la seguretat de les persones al Mediterrani

Un estudi publicat a Nature Climate Change, amb la participació del CREAF, resumeix els cinc principals riscos associats a aquests canvis ambientals: escassetat d’aigua, la pèrdua de biodiversitat, la seguretat alimentària i problemes de seguretat i salut pública.

Al Mediterrani, el nivell del mar ha augmentat a 6 centímetres en les últimes dues dècades i les seves aigües s'han anat acidificant.

Durant els últims anys la temperatura mitjana ha augmentat en 1,4º C des de l’era preindustrial -gairebé mig grau més que l’augment mitjà de temperatura a nivell global- el nivell del mar ha augmentat a 6 centímetres en les últimes dues dècades i les seves aigües s’han anat acidificant. Avui, un equip de científics en el qual han participat els investigadores del CSIC Joaquim Garrabou, de l’Institut de Ciències del Mar (ICM), y Josep Peñuelas, investigador del CSIC al CREAF, ha publicat a Nature Climate Change un estudi que sintetitza els cinc riscos principals associats al canvi global que afronta la regió mediterrània: l’aigua, la pèrdua de biodiversitat, la seguretat alimentària i la salut humana, tots ells riscos interconnectats.

L’estudi, liderat per Wolfgang Cramer, de l’Institut Mediterrani d’Biodiversitat i Ecologia marina i continental (IMBE, França), ha comptat amb la participació de experts de 18 institucions de recerca de França, Alemanya, Espanya, Japó, Itàlia, Israel, Xipre, Regne Unit, el Marroc i Hong Kong.

EFECTES SOBRE LA DISPONIBILITAT D’AIGUA

En el cas de la disponibilitat d’aigua, fins i tot si l’escalfament global es limités a un augment de 2 ° C, com es va pactar en l’Acord de París, les pluges d’estiu en aquesta zona correrien el risc de reduir-se entre un 10% i un 30% en algunes regions, el que augmentaria l’escassetat d’aigua i causaria pèrdues en la productivitat agrícola, particularment en els països del sud. D’altra banda, s’espera que la demanda d’aigua s’incrementarà entre un 4% i un 22% si es volen satisfer les necessitats d’aigua de l’agricultura i compensar el creixement de la població humana. L’augment de la demanda estarà en conflicte amb altres usos, com la necessitat d’aigua potable o l’ús per al turisme o la indústria.

PERDIDA DE BIODIVERSITAT

El canvi climàtic en combinació amb altres factors lligats a les activitats humnas estan alterant la biodiversitat i el funcionament dels ecosistemes tant terrestres com marins. La reducció de les precipitacions juntament amb les altes temperatures es traduirà en un augment dels períodes de sequera i dels episodis de focs forestals. Per la seva banda, l’escalfament del mar anirà associat amb un increment de les mortalitats massives, ‘blooms’ d’espècies nocives i colonització d’espècies invasores. Tot i que les interaccions entre les diferents pertorbacions són complexes, el resultat net dels canvis serà molt probablement una disminució significativa de la capacitat de molts ecosistemes de proveir els serveis ecosistèmics als mateixos nivells actuals.

SEGURETAT I SALUT PÚBLICA

Segons l’estudi, la pèrdua global de gel a l’Antàrtida, Groenlàndia i moltes zones muntanyoses provocarà un augment del nivell del mar més accelerat que en les estimacions més recents. Aquest augment afectarà directament a la Mediterrània, on una gran part de la població viu molt prop de la costa. D’altra banda, la intrusió d’aigua salada afectaria els sòls agrícoles en moltes àrees, com el Delta del Nil. La salut pública també es veurà afectada pels futurs canvis, especialment els causats per onades de calor i els efectes de la contaminació, que augmentarien el risc de malalties cardiovasculars o respiratòries. A més, augmentaria el risc de malalties com el dengue o el Chikungunya, en donar-se les condicions perquè els organismes transmissors d’aquestes malalties estenguin la seva distribució.

EL SUD DE LA MEDITERRÀNIA, EL MÉS VULNERABLE

Els països políticament inestables del sud de la Mediterrània seran especialment vulnerables. En aquestes zones hi ha menys observacions i models d’impacte, i menys recursos financers. Aquest biaix redueix encara més la seva capacitat d’adaptació. De fet, el canvi climàtic podria ser el desencadenant de problemes com la fam, la migració i altres nous conflictes. En aquest sentit, la menor quantitat d’aigua disponible, la tendència al fet que la producció d’aliments d’origen animal augmenti i els riscos que amenacen el sector pesquer (canvi climàtic, acidificació i sobrepesca) faran que, sobretot als països del sud, augmenti la dependència del comerç i es posi en escac la seva seguretat alimentària.

UN GRUP D’EXPERTS DE LA MEDITERRÀNIA PER INFLUIR EN LA PRESA DE DECISIONS

Els últims informes d’avaluació del Grup Intergovernamental d’Experts sobre el Canvi Climàtic (IPCC) i la Plataforma Intergovernamental sobre Biodiversitat i Serveis dels Ecosistemes (IPBES) proporcionen un coneixement útil, però no mostren una visió integrada de la conca del Mediterrani. Per tant, com a fruit d’aquest treball s’ha establert la xarxa MedECC (Experts del Mediterranis sobre el Clima i el Canvi ambiental), que actualment compta amb 400 experts i amb el suport d’agències governamentals, entre d’altres socis. L’objectiu d’MedECC és fer una anàlisi completa dels riscos climàtics a què s’enfronten les regions de la Mediterrània i exposar-los davant l’administració i influir en el debat i aprovació de mesures efectives contra el canvi climàtic i la degradació ambiental.

Article de referència:
Cramer W, Guiot J, Fader M, Garrabou J, Gattuso J-P, Iglesias A, Lange MA, Lionello P, Llasat MC, Paz S, Peñuelas J, Snoussi M, Toreti A, Tsimplis MN, Xoplaki E. Climate change and interconnected risks to sustainable development in the Mediterranean. Nature Climate Change

Font: Blog CREAF http://blog.creaf.cat/noticies/el-canvi-global-posa-en-risc-els-sistemes-naturals-la-salut-i-la-seguretat-de-les-persones-al-mediterrani/

The Mediterranean Basin, a region affected by accelerating environmental change

Cramer_et al_Nat Clim Change_PR pict
Global loss of ice volume in Antarctica, Greenland and many mountain areas causes accelerated sea level rise, higher than recent estimates. In the Mediterranean Basin, this rise directly affects the population who lives very close to the coast. Intrusion of salt water impacts would also affect agricultural soils in many areas, such as the Nile Delta. Left photo by: Prof. Wolfang Cramer. Right photo by: Pixabay.

 

Recent climate change has stronger impacts on the Mediterranean Basin than before, causing additional concerns in an environment also affected by other problems such as land use change (urbanization, intensified agriculture), pollution and declining biodiversity. A recent synthesis, published in Nature Climate Change addresses future risks associated with these changes.

Keywords: climate change, Mediterranean Basin, science-policy interface

A network of scientists has undertaken the first synthesis of multiple changes in the environment that impact the livelihoods of people in the entire Mediterranean Basin. In this region, average temperatures have already risen by 1.4°C since the pre-industrial era, 0.4°C more than the global average. During the last two decades, sea level has risen by 6cm and the water has become significantly more acid. Even if future global warming is limited to 2°C, as prescribed by the Paris Agreement, summer rainfall is at risk to be reduced by 10 to 30% in some regions, thereby enhancing existing water shortages and causing loss in agricultural productivity, particularly in southern countries. To satisfy agricultural water needs, irrigation would instead have to be increased by 4-22% to compensate for the growing human population. “This demand will be in conflict with other uses (drinking water, tourism, industry). Combined with the ongoing switch to more animal-based food production, Southern countries are at risk to increase their dependence on trade. Also for fisheries, risks are due to a combination of forcings, besides climate change and acidification, overfishing being a key problem”, said Prof. Wolfgang Cramer (CNRS, IMBE, Aix-en-Provence, France), the lead author of the study.

Global loss of ice volume in Antarctica, Greenland and many mountain areas causes accelerated sea level rise, higher than recent estimates. This rise directly affects the Mediterranean where a large part of the population lives very close to the coast and would be affected by storm surges. Intrusion of salt water impacts agricultural soils in many areas, such as the Nile Delta. “Public health is impacted by multiple trends of change, through heat waves and pollution (cardio-vascular or respiratory diseases), and also through disease vectors (West Nile virus, Dengue, Chikungunya) increasing their distribution. Particularly in unstable countries, risks associated with socio-economic problems and their consequences (such as war, famine and migration) are more and more due to these changes in the environment”, said Prof. Josep Peñuelas from CSIC-CREAF, one of the co-authors of the study.

To facilitate decision-making in the face of these risks, a scientific synthesis of current knowledge is needed, covering all relevant disciplines, sectors and subregions. The recent assessment reports of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and the Intergovernmental Science Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) provide useful knowledge but they have not permitted an integrated view on the Mediterranean Basin. Therefore, the MedECC (Mediterranean Experts on Climate and Environmental Change) network has been established, currently involving 400 scientific experts, supported by government agencies and other partners. The goal of MedECC is to produce a full synthesis of risks and present it to decision makers for debate and approval.

 

Contact at CSIC-CREAF:

Prof. Josep Peñuelas, e-mail josep.penuelas@uab.cat, site web http://globalecology.creaf.cat/

 

Forthcoming paper:

Cramer W, Guiot J, Fader M, Garrabou J, Gattuso J-P, Iglesias A, Lange MA, Lionello P, Llasat MC, Paz S, Peñuelas P, Snoussi M, Toreti A, Tsimplis MN, Xoplaki E (in press) Climate change and interconnected risks to sustainable development in the Mediterranean. Nature Climate Change, doi: 10.1038/s41558-018-0299-2.

Change in plant functional traits across a warming tundra biome

Bjorkman_et al_Nature_2018_Fig_v2
a) The tundra is warming more rapidly than any other biome on Earth, and the potential ramifications are far-reaching due to global-scale vegetation-climate feedbacks Picture by: Pixabay. b) Map of all 56,048 tundra trait records and vegetation survey sites. Figure by Bjorkman et al., extracted from their publication in the journal Nature.

 

Rapid climate warming in Arctic and alpine regions is driving changes in the structure and composition of tundra plant communities, with unknown consequences for ecosystem functioning. Up to 50% of the world’s belowground carbon stocks are contained in permafrost soils, and tundra regions are expected to contribute the majority of warming-induced soil carbon loss over the next century.

Plant functional traits are directly related to vital ecosystem processes such as primary productivity and decomposition, so understanding trait-environment relationships is critical to predict high-latitude climate feedbacks, and yet such relationships have never been quantified at the biome scale. Quantifying the link between environment and plant functional traits is thus critical to understand the consequences of climate change, but such studies rarely extend into the tundra. As such, the full extent of the relationship between climate and plant traits in the planet’s coldest ecosystems has never been assessed, and the consequences of climate warming for tundra functional change are largely unknown.

In a new study in the journal Nature authors explore the biome-wide relationship between temperature, soil moisture, and key plant functional traits (plant height, leaf area, leaf nitrogen content (leaf N), specific leaf area (SLA), and leaf dry matter content (LDMC), as well as community woodiness and evergreenness.

Authors integrated more than 56,000 trait observations with nearly three decades of plant community vegetation surveys at 117 Arctic and alpine tundra sites spanning the northern hemisphere. “We found strong spatial relationships between summer temperature and community height, SLA, and LDMC. Soil moisture had a marked influence on the strength (SLA and LDMC) and direction (leaf area and leaf N) of the temperature-trait relationship, highlighting the potentially important influence of changes in water availability on future plant trait change”, said Dr. Grau from CREAF-CSIC Barcelona.

Over the past three decades, community plant height increased with warming across all sites, but other traits lagged far behind rates of change predicted from spatial temperature-trait relationships. The findings of this study highlight the challenge of using space-for-time substitution to predict the consequences of future warming on functional composition and suggest that tundra ecosystem functions tied closely to plant height (e.g., carbon uptake) will show the most rapid changes with near-term climate warming.

“Our results reveal the strength with which environmental factors shape biotic communities at the coldest extremes of the planet and will enable improved projections of tundra functional change with climate warming”, said Prof. Josep Peñuelas from CREAF-CSIC Barcelona.

 

Reference: Bjorkman , A., Myers-Smith, I., Elmendorf, S., Normand, S., Rüger, N., Beck, P.S.A., Blach-Overgaard, A., Blok8, D., Cornelissen, J.H.C., Forbes, B.C., Georges, D., Goetz, S., Guay, K., Henry, G.H.R., HilleRisLambers, J., Hollister, R., Karger, D.N., Kattge, J., Prevéy, J.S., Rixen, C., Schaepman-Strub, G., Thomas, H., Vellend, M., Wilmking, M., Wipf, S., Carbognani, M., Hermanutz, L., Levesque, E., Molau, U., Petraglia, A., Soudzilovskaia, N.A., Spasojevic, M., Tomaselli, M., Vowles, T., Alata, J., Alexander, H., Anadon-Rosell, A., Angers-Blondin, S., Te Beest, T., Berner, L., Björk, R.G., Buchwal, A., Buras, A., Christie, K., Collier, L.S., Cooper, E.J., Dullinger, S., Elberling, B., Eskelinen, A., Frei, E.R., Iturrate Garcia, M., Grau, O., Grogan, P., Hallinger, M., Harper, K., Heijmans, M., Hudson, J., Hülber, K., Iversen, C.M., Jaroszynska, F., Johnstone, J., Halfdan Jorgensen, R., Kaarlejärvi, E., Klady, R., Kuleza, S., Kulonen, A., Lamarque, L.J., Lantz, T., Lavalle, A., Little, C.J., Mervyn Speed, J.D., Michelsen, A., Milbau, A., Nabe-Nielsen, J., Schøler Nielsen, S., Ninot, J.M., Oberbauer, S., Olofsson, J., Onipchenko, V.G., Rumpf, S.B., Semenchuk, P., Shetti, R., Street, L., Suding, K., Tape, K., Trant, A., Treier, U., Tremblay, J.P., Tremblay, M., Venn, A., Weijers, S., Zamin, T., Boulanger-Lapointe, N., Gould, W.A., Hik, D., Hofgaard, A., Svala Jonsdottir, I., Jorgenson, J., Klein, J., Magnusson, B., Tweedie, C., Wookey, P.A., Bahn, M., Blonder, B., van Bodegom, P., Bond-Lamberty, B., Campetella, G., Cerabolini, B.E.L., Stuart Chapin III, F., Cornwell, W., Craine, J., Dainese, M., de Vries, F.T., Diaz, S., Enquist, B.J., Green, W., Manning, P., Milla, R., Niinemets, U., Onoda, Y., Ordonez, J., Ozinga, W.A., Penuelas, J., Poorter, H., Poschlod, P., Reich, P., Sandel, B., Schamp, B., Sheremetev, S., Weiher, E. 2018. Changes in plant functional traits across a warming tundra biome. Nature, doi: doi.org/10.1038/s41586-018-0563-7


,

New plants on the block: Taller species are taking over in a warming Arctic

Until now, the Arctic tundra has been the domain of low-growing grasses and dwarf shrubs. Defying the harsh conditions, these plants huddle close to the ground and often grow only a few centimeters high. But new, taller plant species have been slowly taking over this chilly neighborhood, report an international group of nearly 130 biologists led by scientists from the German Senckenberg Biodiversity and Climate Research Centre and the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) with the participation of researchers from CSIC-CREAF today in “Nature”. This has led to an overall increase in the height of tundra plant communities over the past three decades.

 

Anthoxanthum odoratum

This is due in part to new, taller species spreading into the tundra. Vernal sweetgrass (Anthoxanthum odoratum), common in lowland Europe, has newly appeared in alpine sites in Iceland and Sweden. Photo: Christian Fische licensed under CC BY-SA 3.0

 

The study, initiated by a team of researchers supported through the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv), analyzed the most comprehensive data set on plants in the Arctic tundra available. The study encompassed almost 120 tundra sites, most of them located in Arctic regions of Alaska, Canada, Iceland, Scandinavia and Siberia.  “The increase in height we saw was not just in a few sites but nearly everywhere,” says lead author Dr. Anne Bjorkman, who now works at the Senckenberg Biodiversity and Climate Research Centre and who conducted the study at the iDiv research centre, the University of Edinburgh, and Aarhus University.  The researchers identify climate warming as the underlying cause. Temperatures in the Arctic have risen by about 1 degree Celsius in summer and 1.5 degrees in winter over the three decades covered by the study, some of the fastest rates of warming on the planet. A detailed analysis showed that not only do individual plants grow taller with warmer temperatures, but that the plant community itself has also shifted. “Taller plant species, either from warmer pockets within the tundra or from southern or lower elevation areas, have spread across the tundra”, says Prof. Josep Penuelas, from CSIC-CREAF.  This move is far from over, as Bjorkman points out: “If taller plants continue to spread at the current rate, the plant community height couldpermafrost underlying tundra vegetation contains one-third to half of the world’s soil carbon. When the permafrost thaws, greenhouse gases could thus be released. An increase in taller plants could speed up this process as taller plants trap more snow in winter, which insulates the underlying soil and prevents it from freezing quickly and deeply in winter.

“Although there are still many uncertainties, taller tundra plants could fuel climate change, both in the Arctic and for the planet as a whole”, said Dr. Oriol Grau from CREAF.

 

Dryas integrifolia

Surprisingly, comparably shorter species that are typical of the Arctic, such as mountain avens (Dryas integrifolia), are not declining. Photo: Anne Bjorkman

 

The study, initiated by a team of researchers supported through the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv), analyzed the most comprehensive data set on plants in the Arctic tundra available. The study encompassed almost 120 tundra sites, most of them located in Arctic regions of Alaska, Canada, Iceland, Scandinavia and Siberia.  “The increase in height we saw was not just in a few sites but nearly everywhere,” says lead author Dr. Anne Bjorkman, who now works at the Senckenberg Biodiversity and Climate Research Centre and who conducted the study at the iDiv research centre, the University of Edinburgh, and Aarhus University.  The researchers identify climate warming as the underlying cause. Temperatures in the Arctic have risen by about 1 degree Celsius in summer and 1.5 degrees in winter over the three decades covered by the study, some of the fastest rates of warming on the planet. A detailed analysis showed that not only do individual plants grow taller with warmer temperatures, but that the plant community itself has also shifted. “Taller plant species, either from warmer pockets within the tundra or from southern or lower elevation areas, have spread across the tundra”, says Prof. Josep Penuelas, from CSIC-CREAF.

This move is far from over, as Bjorkman points out: “If taller plants continue to spread at the current rate, the plant community height could increase by 20 to 60% by the end of the century.” Surprisingly, the researchers found no evidence that this “invasion” of taller species is currently leading to a decline in shorter species.

 

Fieldwork on Ellesmere Island, Canada

Fieldwork on Ellesmere Island, Canada: Measuring the size of individual plants. The study combines over 50,000 individual plant measurements with 30 years of plant community monitoring to understand how tundra ecosystems are responding to warmer temperatures. Photo: Anne Bjorkman

 

Arctic regions have long been a focus for climate change research, as the permafrost underlying tundra vegetation contains one-third to half of the world’s soil carbon. When the permafrost thaws, greenhouse gases could thus be released. An increase in taller plants could speed up this process as taller plants trap more snow in winter, which insulates the underlying soil and prevents it from freezing quickly and deeply in winter.

“Although there are still many uncertainties, taller tundra plants could fuel climate change, both in the Arctic and for the planet as a whole”, said Dr. Oriol Grau from CREAF.

In contrast to plant height, researchers found that six other measures, such as the size of leaves and their nitrogen content, showed no consistent change over the last thirty years. These other plant characteristics were strongly influenced by moisture levels in addition to temperature.

The researchers conclude that the response of the plant community as a whole to climate warming will depend on whether the tundra becomes wetter or drier over time. Rüger says: “In order to predict how the plant community in the tundra will react in the future, it is necessary to not only take into account alterations in temperature, but also in water availability. If precipitation or the water cycle change, or if the timing of snowmelt shifts, this may have severe effects on the tundra vegetation.”

Press images may be used at no cost for editorial reporting, provided that the original author’s name is published as well. The images may only be passed on to third parties in the context of current reporting. This press release and the images are also available at www.senckenberg.de/presse

Bjorkman, A. et al. Plant functional trait change across a warming tundra biome. Nature, doi: doi.org/10.1038/s41586-018-0563-7

 

Observaciones vía satélite desvelan los secretos del reverdecimiento de los bosques tropicales secos

Canopy_forest_July2018
El agua almacenada en los tejidos de las plantas es fundamental para el funcionamiento de los ecosistemas terrestres, por su participación en el metabolismo de las plantas, en el transporte de nutrientes y carbohidratos así como para el mantenimiento de la integridad del sistema hidráulico de las plantas. Foto: Pixabay

 

En los bosques tropicales secos las plantas se empapan de agua cuando termina la estación lluviosa y la almacenan durante el periodo más seco del año. Esta gran cantidad de agua almacenada permite a los árboles desarrollar sus hojas aproximadamente un mes antes de la siguiente estación de lluvias. Este sorprendente resultado sale a la luz por primera vez, gracias a las observaciones obtenidas por satélite y realizadas principalmente en la región africana de Miombo (aproximadamente 4 veces la superficie de Francia), en un estudio publicado en la revista Nature Ecology and Evolution. Estos trabajos permitirán mejorar los Modelos del Sistema Terrestre (que no consideran suficientemente los mecanismos hidráulicos de las plantas) así como las predicciones del clima futuro y del ciclo del agua en estas regiones del mundo.

¿Qué relación existe entre el contenido de agua de las plantas y el desarrollo de las hojas? ¿Ambas variables se hallan estrechamente vinculadas en el tiempo y el espacio a lo largo de la superficie terrestre? Estas cuestiones son clave para mejorar la toma en consideración de la interacción vegetación-atmósfera en los Modelos del Sistema Terrestre y predecir la respuesta de los ecosistemas al cambio climático.

 

Hallazgos en el bosque tropical africano de Miombo

Los trabajos realizados por la Universidad de Copenhague y el INRA, en colaboración con el CREAF-CSIC Barcelona, CEA, el CNRS, el CNES, y Bordeaux Sciences Agro, han demostrado mediante observaciones satélite que las variaciones estacionales en cuanto al contenido de agua de las plantas y al desarrollo de las hojas son altamente sincrónicas en las regiones boreales y templadas. En cambio, sorprende que dichas variaciones sean altamente asíncronas en los bosques tropicales secos, donde el aumento de las cantidades de agua almacenada en la planta precede al reverdecimiento de la vegetación (“vegetation greening”) entre 25 y 180 días. Los trabajos se han centrado en la región forestal de Miombo, que abarca una inmensa superficie de más de 2,7 millones de km2 al sur de la selva ecuatorial africana. En esta región, las observaciones por satélite muestran claramente que el índice de área foliar (LAI) empieza a aumentar varias semanas antes del inicio de la temporada de lluvias, una clara señal del reverdecimiento “pre-lluvias” que ya ha sido documentado en numerosos estudios. “Los mecanismos implicados en este fenómeno aún no se conocen del todo pero es probable que supongan costes energéticos importantes para las plantas: estas deben desarrollar tanto su sistema radicular, para acceder al agua en capas profundas del suelo, como sus tallos leñosos, para aumentar su capacidad de almacenamiento”, comenta el Dr. Feng Tian de la Lund University, Suecia.

La novedad en este caso viene dada por las observaciones del índice L-VOD (espesor óptico de la vegetación en banda L) —un valioso indicador de la dinámica del contenido de agua de las plantas, obtenido gracias a los datos del satélite SMOS de la ESA (Agencia Espacial Europea) y el CNES—, que muestran que la vegetación de Miombo se empapa de agua al terminar la estación de lluvias (cuando disminuyen las pérdidas de agua por transpiración) y que ese agua se almacena en los tejidos leñosos durante la mayor parte de la estación seca hasta la aparición de las hojas nuevas, varias semanas antes de las primeras lluvias de la estación húmeda. “Esta aparición precoz de las hojas tiene ventajas fisiológicas y ecológicas, reduciéndose considerablemente el desfase temporal existente entre el inicio de la estación de lluvias y la actividad fotosintética”, indica el Prof. Rasmus Frensholt de la University of Copenhagen, Dinamarca.

Este sorprendente comportamiento hidráulico ya había sido observado en experimentos in situ realizados con algunos árboles de bosques tropicales secos, particularmente en Costa Rica. Sin embargo, este nuevo estudio es el primero en demostrar que se trata en realidad de un fenómeno a gran escala, visible en regiones forestales tan vastas como la selva de Miombo, así como en regiones del norte del África ecuatorial o en El Cerrado (Brasil).

Por otra parte, estos procesos fisiológicos e hidrológicos aún no se han incorporado en los Modelos del Sistema Terrestre. “Nuestros resultados ofrecen nuevas ideas de las relaciones globales planta-agua a escala ecosistémica y proporcionan una base para mejorar la parametrización de los modelos eco-hidrológicos y de los Modelos del Sistema Terrestre. El nuevo conjunto de datos L-VOD será clave para mejorar la próxima generación de estos modelos, lo que dará lugar a mejores predicciones del clima futuro y del ciclo del agua en estas regiones del mundo”, indica el Prof. Josep Peñuelas del CREAF-CSIC.
Acoplamiento temporal entre la estacionalidad del índice L-VOD y la del índice de área foliar (LAI): desfase temporal para que L-VOD registre la mayor correlación con el LAI para píxeles que muestran una estacionalidad bien diferenciada. El rectángulo negro abarca la región boscosa de Miombo. © Universidad de Copenhague, F. Tian

 

Un arsenal de observaciones satelitales

Este estudio está basado en una amplia gama de observaciones satelitales que tienen por objeto caracterizar las variaciones temporales de los parámetros clave del ciclo hidrológico y de la vegetación a escala de ecosistema. Los investigadores han contado con un nuevo conjunto de datos SMOS-IC sobre el índice L-VOD (L-band vegetation optical depth), extraído de las observaciones espaciales del satélite europeo SMOS de la AEE-CNES. Este índice está estrechamente relacionado con el contenido en agua de la vegetación (kg/m2) del conjunto del dosel arbóreo. Más concretamente, junto al L-VOD, indicador del contenido de agua de la vegetación, las otras variables consideradas en el estudio son: el índice de área foliar (leaf area index, LAI), obtenido gracias a observaciones satelitales ópticas y empleado para caracterizar la fenología foliar; las anomalías en el almacenamiento de agua terrestre (TWS, en inglés), calculadas con satélites GRACE; o la humedad del suelo, las precipitaciones y los flujos de transpiración. Las observaciones de la humedad del suelo consideradas aquí se calcularon al mismo tiempo que el índice L-VOD a partir de observaciones multiangulares del satélite SMOS.

Variaciones estacionales en el bosque tropical seco de Miombo, África (2011-2012) en cuanto al contenido en agua de las plantas (L-VOD), el índice de área foliar (LAI) y las precipitaciones en una región de 1°×1° (centrada en 11.5° S, 18.5° E). Las zonas grises indican la estación seca. © Universidad de Copenhague, F. Tian.

Cuando se calcula su promedio a escala anual, el índice L-VOD está íntimamente relacionado con la biomasa aérea de la vegetación, una característica que se ha utilizado recientemente para cuantificar los cambios en las reservas de carbono de la vegetación en el continente africano. Más información: http://presse.inra.fr/Communiques-de-presse/un-nouvel-outil-pour-suivre-le-bilan-carbone-de-la-vegetation

Referencia

Tian, J.-P. Wigneron, P. Ciais, J. Chave, J. Ogée, J. Peñuelas, A. Ræbild, J-C Domec, X. Tong, M. Brandt, A. Mialon, N. Rodriguez-Fernandez, T. Tagesson, A. Al-Yaari, Y. Kerr, C. Chen, R. B. Myneni, W. Zhang, J. Ardö, R. Fensholt, Coupling of ecosystem-scale plant water storage and leaf phenology observed by satellite, Nature Ecology & Evolution, 13 août 2018 – https://doi.org/10.1038/s41559-018-0630-3

Observacions via satèl·lit desvelen els secrets del reverdiment dels boscos tropicals secs

Canopy_forest_July2018
L’aigua emmagatzemada als teixits de les plantes és fonamental per al funcionament dels ecosistemes terrestres mitjançant la seva participació al metabolisme de les plantes, al transport de nutrients i carbohidrats, així com per al manteniment de la integritat del sistema hidràulic de les plantes. Foto: Pixabay

 

Als boscos tropicals secs les plantes s’amaren d’aigua quan acaba l’estació plujosa i l’emmagatzemen durant el període més sec de l’any. Aquesta gran quantitat d’aigua emmagatzemada permet als arbres desenvolupar les seves fulles aproximadament un mes abans que comenci la següent estació de pluges. Aquest resultat sorprenent surt a la llum per primera vegada, gràcies a les observacions obtingudes per satèl·lit i realitzades principalment a la regió africana de Miombo (aproximadament 4 cops la superfície de França), en un estudi publicat per la revista Nature Ecology and Evolution. Aquests treballs permetran millorar els Models del Sistema Terrestre (que no consideren suficientment els mecanismes hidràulics de les plantes) així com les prediccions del clima futur i del cicle de l’aigua en aquestes regions del món.

¿Quina relació existeix entre el contingut d’aigua de les plantes i el desenvolupament de les fulles? ¿Ambdues variables es troben estretament vinculades en el temps i l’espai al llarg de la superfície terrestre? Aquestes qüestions són clau per millorar en la consideració de la interacció vegetació-atmosfera als Models del Sistema Terrestre i predir la resposta dels ecosistemes al canvi climàtic.

Troballes al bosc tropical de Miombo

Els treballs realitzats per la University of Copenhagen i l’INRA, en col·laboració amb el CREAF-CSIC Barcelona, CEA, el CNRS, el CNES, i Bordeaux Sciences Agro, han demostrat mitjançant observacions satèl·lit que les variacions estacionals del contingut d’aigua de les plantes y el desenvolupament de les fulles són altament sincrònics en les regions boreals i temperades. En canvi, sorprèn que aquestes variacions siguin altament asíncrones als boscos tropicals secs, on l’increment de les quantitats d’aigua emmagatzemada en la planta precedeixen el reverdiment de la vegetació (“vegetation greening”) entre 25 i 180 dies. Els treballs s’han centrat a la regió forestal de Miombo, que abasta una immensa superfície de més de 2,7 milions de km2 al Sud de la selva equatorial africana. En aquesta regió, les observacions per satèl·lit mostren clarament que l’índex d’àrea foliar (LAI) comença a augmentar diverses setmanes abans del començament de la temporada de pluges, un clar senyal del reverdiment “pre-pluges” que ja ha estat documentat en nombrosos estudis. “Els mecanismes implicats en aquest fenomen encara no es coneixen del tot però és probable que suposin importants costos energètics per a las plantes: aquestes han de desenvolupar tant el seu sistema radicular, per tal d’accedir a l’aigua situada a les capes profundes del sòl, com les seves tiges llenyoses, per tal d’augmentar la seva capacitat d’emmagatzematge”, comenta el Dr. Feng Tian de la Lund University, Suècia.

La novetat en aquest cas ve donada per les observacions de l’índex L-VOD (espessor òptic de la vegetació en banda L) —un valuós indicador de la dinàmica del contingut d’aigua de les plantes, obtingut gràcies a les dades del satèl·lit SMOS de l’ESA (Agència Espacial Europea) i el CNES—, que mostren que la vegetació de Miombo s’amara d’aigua en acabar l’estació de pluges (quan disminueixen les pèrdues d’aigua per transpiració) i que aquesta aigua s’emmagatzema als teixits llenyosos durant la major part de l’estació seca fins a l’aparició de las fulles noves, varies setmanes abans de les primeres pluges de l’estació humida. “Aquesta aparició precoç de les fulles té avantatges fisiològiques i ecològiques, reduint-se considerablement el desfasament temporal existent entre l’inici de l’estació de pluges i l’activitat fotosintètica”, indica el Prof. Rasmus Frensholt de la University of Copenhagen, Dinamarca.

Aquest sorprenent comportament hidràulic ja s’havia observat en experiments in situ realitzats amb alguns arbres de boscos tropicals secs, particularment a Costa Rica. No obstant això, aquest nou estudi és el primer a demostrar que es tracte en realitat d’un fenomen a gran escala, visible a regions forestals tan extenses com la selva de Miombo, així com en regions del Nord de l’Àfrica equatorial o en El Cerrado (Brasil).

D’altra banda, aquests processos fisiològics i hidrològics encara no s’han incorporat als Models del Sistema Terrestre. “Els nostres resultats ofereixen noves idees de les relacions globals planta-aigua a escala ecosistèmica i proporcionen una base per millorar la parametrització dels models eco-hidrològics i dels Models del Sistema Terrestre. El nou conjunt de dades L-VOD serà clau per millorar la pròxima generació d’aquests models, el que donarà lloc a millors prediccions del clima futur i del cicle de l’aigua en aquestes regions del món”, indica el Prof. Josep Peñuelas del CREAF-CSIC.
Acoblament temporal entre l’estacionalitat de l’índex L-VOD i la de l’índex d’àrea foliar (LAI): desfasament temporal per a que L-VOD registri la major correlació amb el LAI per píxels que mostren una estacionalitat ben diferenciada. El rectangle negre abraça la regió boscosa de Miombo. © Universitat de Copenhaguen, F. Tian

 

Un arsenal d’observacions satèl·lit

Aquest estudi està basat en una àmplia gama d’observacions satèl·lit que tenen per objectiu caracteritzar les variacions temporals dels paràmetres clau del cicle hidrològic i de la vegetació a escala de l’ecosistema. Els investigadors han comptat amb un nou conjunt de dades SMOS-IC sobre l’índex L-VOD (L-band vegetation optical depth), extret de les observacions espacials del satèl·lit europeu SMOS de l’AEE-CNES. Aquest índex està estretament relacionat amb el contingut en aigua de la vegetació (kg/m2) del conjunt de la coberta arbòria. Més concretament, juntament al L-VOD, indicador del contingut d’aigua de la vegetació, les altres variables considerades en l’estudi són: l’índex d’àrea foliar (leaf area index, LAI), obtingut gràcies a observacions òptiques satèl·lit i utilitzat per caracteritzar la fenologia foliar; les anomalies en l’emmagatzematge d’aigua terrestre (TWS, en anglès), calculades amb satèl·lit GRACE; o la humitat del sòl, les precipitacions i els fluxos de transpiració. Les observacions de la humitat del sòl considerades aquí es van calcular al mateix temps que l’índex L-VOD a partir d’observacions multiangulars del satèl·lit SMOS.
Variacions estacionals al bosc tropical sec de Miombo, Àfrica (2011-2012) en quan al contingut en aigua de les plantes (L-VOD), l’índex d’àrea foliar (LAI) i les precipitacions en una regió de 1°×1° (centrada en 11.5° S, 18.5° E). Les zones grises indiquen l’estació seca. © University of Copenhagen F. Tian

Quan es calcula la seva mitjana a escala anual, l’índex L-VOD està íntimament relacionat amb la biomassa aèria de la vegetació, una característica que s’ha utilitzat recentment per a quantificar els canvis en les reserves de carboni de la vegetació en el continent africà. Més informació: http://presse.inra.fr/Communiques-de-presse/un-nouvel-outil-pour-suivre-le-bilan-carbone-de-la-vegetation

Referencia

Tian, J.-P. Wigneron, P. Ciais, J. Chave, J. Ogée, J. Peñuelas, A. Ræbild, J-C Domec, X. Tong, M. Brandt, A. Mialon, N. Rodriguez-Fernandez, T. Tagesson, A. Al-Yaari, Y. Kerr, C. Chen, R. B. Myneni, W. Zhang, J. Ardö, R. Fensholt, Coupling of ecosystem-scale plant water storage and leaf phenology observed by satellite, Nature Ecology & Evolution, 13 août 2018 – https://doi.org/10.1038/s41559-018-0630-3