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La importancia de los experimentos ecológicos a largo plazo para Colombia

La importancia de los experimentos ecológicos a largo plazo para Colombia

Col Basto C
En 2010, trece reconocidos investigadores a nivel mundial (Jonathan Silvertown y colaboradores) hicieron un llamado a la comunidad científica, a los tomadores de decisiones y a las entidades que financian proyectos de investigación, a evitar la “miopía ambiental” que se genera por la falta de financiación para experimentos ecológicos a largo plazo, ya que son, en palabras textuales, “una herramienta científica para el beneficio de las generaciones futuras”.

Los experimentos a largo plazo son escasos, no obstante, algunos de ellos se han venido desarrollando por más de 120 años. Los estudios ecológicos de amplia duración son importantes porque las alteraciones que se presentan en los ecosistemas, frente a fenómenos como el cambio climático, no siempre se pueden evidenciar en el corto periodo que dura la financiación de la mayoría de proyectos de investigación, sino que se registran después de más de una década de experimentación. Esto se debe a que las respuestas de los ecosistemas son complejas, porque son el resultado de la interacción de numerosos factores que no pueden valorarse completamente en el corto plazo.

Además, los disturbios producen efectos de forma lenta sobre algunos componentes del ecosistema y no son detectados en el corto plazo; por consiguiente, estudios llevados a cabo por espacios cortos de tiempo pueden mostrar tendencias opuestas a aquellos de mayor alcance. En consecuencia, se pueden obtener conclusiones erróneas y realizar predicciones imprecisas que, si se emplean como guía para la toma de decisiones en conservación, pondrían en riesgo la biodiversidad y los servicios de los ecosistemas.

Por otro lado, a través de los experimentos a largo plazo se pueden realizar hallazgos inesperados que abran las puertas a futuras investigaciones para comprender mejor los impactos que causan los agentes del cambio ambiental en los ecosistemas. En mi experiencia, por ejemplo, al estudiar los efectos de la contaminación por nitrógeno y la sequía en el banco de semillas –semillas viables que se acumulan sobre el suelo después de ser dispersadas de la planta madre– durante 13 y 14 años, respectivamente, se evidenció que estas amenazas para la biodiversidad tienen efectos negativos mayores e insospechados a lo que previamente se conocía y que, contrario a la predicción de los estudios realizados durante menos de 6 años, el ecosistema de pastizales tiene baja capacidad de recuperación frente a los cambios ambientales. ¿Qué sucedería si los criterios para la toma de decisiones, en torno a la contaminación ambiental y el cambio climático, se basaran únicamente en los resultados de los estudios a corto plazo? La respuesta la dejo a consideración del lector.

En mi caso, tuve la excelente oportunidad de participar en esos estudios en Inglaterra, que hoy en día completan más de dos décadas de experimentación. La robustez de las conclusiones obtenidas me permitió darle una mayor visibilidad a la investigación a través de la publicación de artículos científicos en revistas de prestigio, aunque lo más importante es que el conocimiento generado se está incorporando en las discusiones académicas sobre los efectos de los agentes del cambio ambiental en los ecosistemas. Esto no hubiera sido posible sin el apoyo financiero y la cooperación internacional que hay detrás del establecimiento, mantenimiento y monitoreo de mi investigación. Resalto la enseñanza que me dejó el trabajar con científicos de diferentes partes del mundo, abiertos a compartir su conocimiento, datos y experiencias para alcanzar un objetivo común.

¿Cuál es la situación de Colombia? Desde finales de los años 80, institutos de investigación, entidades públicas, ONG y universidades han unido fuerzas para realizar estudios ecológicos a largo plazo; no obstante, algunos de ellos no tuvieron la financiación para darles continuidad. Por lo tanto, es necesario que, pese a la escasez de recursos económicos para financiar proyectos de investigación y a la visión inmediatista y, por lo tanto, limitada que se tiene sobre las prioridades de producir nuevo conocimiento, se comprenda y se visualicen los beneficios de realizar estudios a largo plazo, de manera que se tomen decisiones acertadas sobre la asignación de recursos para financiarlos. Colombia necesita ampliar la inversión económica en este tipo de estudios para que contribuyamos a las decisiones que, a nivel mundial, se toman sobre el futuro del planeta.

Para ello, primero tenemos que despojarnos de la creencia de que somos dueños de los temas de investigación, para que se genere y fortalezca la confianza entre investigadores e instituciones y así se garantice la permanencia en el tiempo de estudios ecológicos. Segundo, podemos acudir a la colaboración internacional para acceder a infraestructura, herramientas y métodos que otros países tienen, y así disminuir los costos de los proyectos a la vez que, al evidenciar la complementariedad del conocimiento, habilidades y experiencia entre los miembros de la alianza, contemos fácilmente con fuentes de financiación externa. Finalmente, que se discuta en las agendas del gobierno sobre el fortalecimiento y proyección de programas de investigación a largo plazo. Temas como el cambio climático y la contaminación ambiental son ejes trasversales que permiten la integración de investigadores de diferentes disciplinas y la articulación con los intereses de investigación de otros países.

*Bióloga, doctora en Ciencia Animal y Vegetal de la Universidad de Sheffield, docente investigadora de la Pontificia Universidad Javeriana.

El cambio climático también afecta a las semillas

El cambio climático también afecta a las semillas

¿Sabía que de 1880 a 2012 la temperatura mundial aumentó 0,85 °C, que los océanos se han calentado, las cantidades de nieve y hielo han disminuido y el nivel del mar ha subido aproximadamente 19 cm durante los últimos cien años? Aunque esta información es alarmante, los datos recogidos por la docente Sofia Basto, de la Facultad de Ciencias de la Pontificia Universidad Javeriana, exponen una realidad insospechada sobre uno de los componentes de los ecosistemas que pasan inadvertidos para muchos y, por lo mismo, se encuentran menos estudiado: las semillas.

Esta bióloga dedicada al estudio del banco de semillas –aquellas viables que no han germinado y que se acumulan sobre el suelo, debajo de la capa de hojas que lo recubre o de su superficie– y su comportamiento, logró identificar los efectos del cambio climático en el número de semillas y de especies bajo la tierra y sus implicaciones en la capacidad de recuperación de los ecosistemas.

Basto realizó sus estudios de doctorado en Ciencia Animal y Vegetal en la Universidad de Sheffield, Inglaterra, con una beca otorgada por la Unión Europea para estudiantes de América Latina y con el apoyo de la Javeriana. Así evidenció los graves efectos que tienen diferentes disturbios generados por los humanos en los bancos de semillas. Una de sus investigaciones se llevó a cabo a través de experimentos para evaluar los efectos del cambio climático en la cantidad de lluvias , hallazgo que fue publicado en una de las revistas del grupo Nature con el fin de llamar la atención ante este inminente problema global. Su investigación más reciente, Severe effects of long-term drought on calcareous grassland seed banks, se publicó el pasado mes de febrero en la revista npj Climate and Atmospheric Science.

La investigadora encontró que la sequía, ocasionada por el cambio climático, reduce el número de semillas y de especies presentes en el suelo. Esto significa que en caso de sufrir eventos climáticos devastadores las semillas no restituirán la vegetación adulta, lo cual es alarmante teniendo en cuenta que “estos bancos son reservorios de biodiversidad que mantienen el equilibrio en los ecosistemas”.

El proyecto investigativo terminó de consolidarse durante una conversación con el ecólogo y experto en cambio del clima Philip Grime, quien le comentó a Basto sobre un hallazgo en las especies de pastos que analizaba. Según sus resultados de investigación, aquella vegetación era resistente al cambio climático porque no evidenciaba alteraciones en sus parcelas; sin embargo, posteriormente se dio cuenta de que este mismo estudio, hecho a escalas de análisis más pequeñas, mostraba que “algunas especies se movían de las áreas más profundas del suelo a las más superficiales y viceversa”, recuerda Basto, lo que significaba que las condiciones del cambio climático sí afectaban de alguna u otra forma a la vegetación.

Parcelas del experiemento del profesor Grime, en Inglaterra, donde Sofía Basto realizó su investigación.
Parcelas del experiemento del profesor Grime, en Inglaterra, donde Sofía Basto realizó su investigación.

Con esta información, la colombiana consideró que algo similar podría estar ocurriendo con las semillas y que probablemente los estudios a gran escala y a corto plazo habrían estado sesgados debido al poco tiempo de análisis que tenía cada uno. Por eso,  retomó el proyecto preliminar que uno de sus colegas había hecho en 1998 sobre el estudio de las semillas en las parcelas del experimento de Grime, el cual no evidenció efectos adversos ocasionados por las alteraciones del clima en condiciones de sequía y humedad.

“El experimento del profesor Grime fue instalado en 1994 en parcelas en las que se estudia el efecto de la sequía, del incremento de las precipitaciones en verano y del aumento de la temperatura en la vegetación, en comparación con parcelas que no han recibido manipulación del cambio climático”, dice Basto.

Esta investigación de la docente javeriana inició en 2008. Para ese momento, las parcelas de un pastizal calcáreo cerca de la ciudad de Buxton (Inglaterra) ya llevaban 14 años desde su montaje, ya que, al tratarse de una evaluación a largo plazo, los resultados obtenidos son mucho más robustos y las conclusiones, basadas en mejores evidencias. “Fui muy afortunada al encontrar un proyecto en el que se ha simulado el cambio climático por más de una década. Precisamente, por esta razón logré evidenciar que las respuestas de las semillas ocurren a un ritmo más lento del que los estudios a corto plazo permiten identificar”, explica Basto.

El primer paso para estudiar los efectos del cambio climático en los bancos de semillas fue empaparse de literatura científica y hallar los vacíos, hasta ahora no descubiertos, sobre conocimiento de las semillas. Posteriormente realizó el trabajo de campo.  Según cuenta: “Establecí subparcelas al interior de las áreas experimentales y, al azar, tomé 10 muestras de suelo en cada una de ellas, luego las dividí en intervalos de 2 cm y medí la profundidad del suelo en cada punto de muestreo para así analizar el posible efecto de su variación en la respuesta del banco de semillas frente a las alteraciones en las precipitaciones; en otras palabras, para identificar la profundidad en la que se encontraban las especies y cuáles se estaban moviendo en respuesta al cambio climático”, añade.

Luego, Basto tomó las 524 muestras recolectadas y debidamente marcadas según su profundidad del suelo  y parcela de origen (sequía, exceso de precipitación y condición ambiental natural), las tamizó y extendió en una capa de uno a tres milímetros de grosor sobre las bandejas de germinación, las cuales contenían turba previamente humedecida. También identificó y registró las plántulas que germinaron a partir de las muestras de suelo.

El proceso de análisis lo realizó a partir de una comparación entre las especies de semillas y su abundancia en las parcelas sometidas a sequía y exceso de lluvia, con las que se encontraban bajo condición ambiental natural. Con esta información fue posible notar que el número de especies y de semillas en suelos secos, ocasionados por el cambio climático, sufrió una reducción significativa respecto a las semillas presentes en suelos bajo condición ambiental natural. Por otro lado, la presencia de semillas en suelos sometidos a un exceso de lluvias no fue afectada.

Imagen de los especímenes vegetales analizados durante la fase de emergencia de plántulas.
Imagen de los especímenes vegetales analizados durante la fase de emergencia de plántulas.

Es decir, “que llueva más durante el verano no va a generar un cambio ni en la vegetación ni en el banco de semillas, pero, por el contrario, si se presenta la sequía, los efectos son más severos en el banco que en la vegetación”, dice Basto.

Esta investigación duró dos meses durante el proceso de recolección de muestras, tres en el procesamiento del material, nueve en el registro de la emergencia de las plántulas y un semestre en el análisis y escritura del artículo científico. Así, la colombiana evidenció que las semillas no seguían el mismo patrón de respuesta y resistencia de la vegetación ante el cambio climático que indicaba Grime y que sí eran afectadas por la sequía.

A pesar de que esta investigación se realizó en territorio europeo y las condiciones del suelo difieren del colombiano, la docente considera que estos hallazgos permiten la formulación de nuevas preguntas de investigación con las cuales será posible ahondar en los efectos de cambio climático en las semillas. Basto también reconoce que es necesario entender las causas del problema hallado, es decir, si la sequía está afectando la producción de semillas, la germinación, dañando sus mecanismos de reparación o si está causando un daño directo a sus estructuras. Además, señala que este proyecto es importante ya que presenta resultados de investigación a partir de experimentos de largo plazo, lo cual debe, según ella, servir de referente para la implementación y financiación de actividades de investigación de largo aliento que arrojarán resultados mucho más sólidos.

“Nosotros tenemos una limitación y es que hacemos estudios concretos de uno o un par de años, pero los procesos biológicos son muy complejos y se requiere evaluarlos durante periodos de tiempo más largos para que, en el caso específico de las semillas, se logre incorporar los resultados de las investigaciones en los modelos que predicen la frecuencia e intensidad de la sequía en el escenario del cambio climático y mejorar su capacidad de predecir sus consecuencias”, reconoce.

Sofía Basto, docente javeriana, durante el trabajo de campo de su investigación.
Sofía Basto, docente javeriana, durante el trabajo de campo de su investigación.

Por último, esta investigación realizada en Inglaterra hace un llamado a las instituciones públicas y privadas, académicos, universidades, tomadores de decisiones y a la ciudadanía para tomar conciencia sobre lo que está ocurriendo con los ecosistemas destinados a conservación, especialmente aquellos que hacen parte de la biodiversidad y riqueza nacional pero que, paulatinamente, pueden llegar a ser transformados por las condiciones adversas del cambio climático.

De igual forma, es un llamado a reflexionar sobre qué tanto conocemos sobre la capacidad que tienen los ecosistemas colombianos para recuperarse frente al cambio climático, como también a reconocer que aunque los banco de semillas mantienen la diversidad genética y las especies, permite la recuperación de la vegetación después de los disturbios y  reduce el riesgo de extinción de las plantas, podría estar siendo severamente afectado por el cambio climático y, con ello, incrementando la vulnerabilidad de los ecosistemas.

Entrevistadores de corales

Entrevistadores de corales

“Colombia ocupa el segundo lugar en biodiversidad y está entre las 12 naciones más megadiversas del planeta”. Esta afirmación, publicada en el portal de Colciencias, se asocia comúnmente con las selvas del Amazonas o del Chocó. Sin embargo, nuestros mares esconden otra riqueza tan importante como la de esos bosques tropicales, representada en los corales y los arrecifes coralinos.

“El coral es al arrecife lo que el árbol al bosque. Los árboles son la estructura que hace posible la selva”, afirma Mateo López-Victoria, investigador de la Universidad Javeriana Cali. “Con muchos árboles tenés todo lo que ocurre a su alrededor: los pájaros, iguanas, culebras, ardillas, insectos; eventualmente al tigre, al que no le gusta estar expuesto, sino metido en una matriz de bosque en buen estado. Entonces, cuando el mar se llena de corales, se pasa de un espacio plano a uno tridimensional; se forma un andamiaje arrecifal; como un bosque sumergido pero de corales”. Y como en el bosque, a los arrecifes coralinos llegan animales: se ven langostas, tortugas, más de 250 especies de peces, caracoles, pulpos, calamares, y aparecen grandes depredadores como barracudas y tiburones. “Lográs toda esa biodiversidad”, complementa el investigador que, desde los grupos Ecología de Arrecifes Coralinos y Conservación y Biotecnología, categoría A1 de Colciencias, lleva más de 20 años estudiando estos ecosistemas.

Pero la importancia y la riqueza de los arrecifes coralinos como ecosistemas, y de los corales que los hacen posibles, son más contundentes: “Un arrecife coralino, por metro cúbico, es el ecosistema más biodiverso del planeta, más que las selvas húmedas tropicales”.

Para algunos estudiosos del tema, como López-Victoria, los corales tienen también la particularidad de que su esqueleto guarda el testimonio de su historia de crecimiento por décadas. Como los árboles, los corales conservan en su esqueleto bandas de crecimiento anual, similares a los anillos del tronco de un árbol, que dan pistas sobre su crecimiento. Su trabajo, como dice el investigador, se orienta a “entrevistar a los corales”.


¿Cómo entrevistar corales?

La parte externa de un coral, que se percibe a simple vista, es la materia viva. Todo lo demás, hacia dentro, es inerte; “es el edificio construido por el coral a través del tiempo. Con un taladro neumático y una fresa especial para perforación de rocas, se saca un núcleo o cilindro del interior del coral, para cortarlo en lajas y analizarlo”, aclara. Esta disciplina se conoce como esclerocronología.

El análisis de estos núcleos, que pueden tener una longitud de hasta 1,5 metros, consiste inicialmente en exponer las piezas completas a un tomógrafo o pasar las lajas por rayos X. Esto permite revelar mejor las bandas de crecimiento del esqueleto de los corales y medir cuánto y cómo crece en promedio un coral por año. Como ese promedio es de alrededor de un centímetro, un núcleo de 1,5 m puede dar testimonio de hasta 150 años de historia.

Con la lectura de esas bandas en los esqueletos, “podés medir cómo han respondido los corales a cambios climáticos: calentamiento de agua, salinidad, presencia de ácidos húmicos producto de descargas continentales, y podés inducir cómo afectaron al coral esos cambios en el medio”, explica este caleño de pura cepa, como lo delata su manera de contar sus historias.

En este contexto, continúa, “no es un secreto que los corales están en decadencia ni que sus coberturas han disminuido sensiblemente, pero estos estudios permiten inferir con mayor detalle cómo están estos organismos con relación a 50 o 100 años atrás, respecto a las variables que se miden. Eso no se ha dicho para muchos corales del mundo”.


El testimonio de los corales de la Reserva Seaflower

En medio de la búsqueda de respuestas, en 2014 surgió una oportunidad afortunada para estos científicos de la Javeriana Cali. Gracias a su experticia en el tema y a su conocimiento del departamento de San Andrés, Providencia y Santa Catalina, y como contrapeso científico y cultural al fallo de la Corte Penal Internacional que en 2012 le reconoció propiedad a Nicaragua sobre mar territorial colombiano, el Gobierno nacional convocó a investigadores de muchas entidades para idear un programa de expediciones científicas a la Reserva Seaflower. Bajo el liderazgo de la Comisión Colombiana del Océano (CCO) y con apoyo de la Armada Nacional, Colciencias y la Corporación Coralina, entre otras entidades, se iniciaron campañas científicas que anualmente embarcan a más de 50 investigadores. Los proyectos seleccionados tienen como prioridad explorar esos desconocidos territorios de la Reserva, que abarca casi todo el departamento.

Durante cuatro años de expediciones, la Javeriana Cali ha liderado un grupo interinstitucional que forman las fundaciones Ecomares y Seaflower, la Asociación Calidris, la Corporación Coralina y el Instituto de Cambio Global de la Universidad de Queensland. Javeriana también es miembro permanente de la Mesa Nacional de Trabajo Seaflower, que coordina todo el proceso desde la CCO, entidad que proyecta estas expediciones hasta 2023. “Es un ejercicio de investigación sin precedentes en la historia de Colombia”, aclara López-Victoria.

La expedición científica en suelo sanandresano.
La expedición científica en suelo sanandresano.

Cumpliendo con esta cita, que cada año explora uno de los diez complejos coralinos del único departamento enteramente insular y marino de Colombia, los investigadores están recogiendo información valiosa que permitirá entender procesos de afectación a los arrecifes coralinos. La idea es comparar el crecimiento de corales de aguas transparentes y poco contaminadas con el de otros de la plataforma continental, que han crecido con una gran afectación debido a sistemas como el canal del Dique. Esto permitirá indagar más profundamente en cuestiones tan importantes como el agudo deterioro actual de los corales: “El recorrido histórico mostrará la trayectoria de ese deterioro, y nos dará un referente que permita inferir esas trayectorias para el escenario actual de calentamiento global y concluir si luego de cambios tan sensibles es posible regresar a un estado de recuperación, pues con estudios que permiten mirar 100 o 150 años hacia atrá, se pueden identificar oscilaciones climáticas en escalas temporales mayores que la vida de un ser humano”.

Precisamente, concluye el investigador, “hemos encontrado esqueletos de corales menos robustos durante los años en los que el agua estuvo más caliente; en un escenario de calentamiento global, esto puede suponer otra amenaza para el bienestar de estos organismos”.


Para leer más:

 

TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN: Esclerocronología de corales someros
INVESTIGADOR PRINCIPAL: Mateo López-Victoria
COINVESTIGADORES: Ángela Marulanda, Luis David Lizcano y Alberto Rodríguez-Ramírez
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas
GRUPOS DE INVESTIGACIÓN: Ecología de Arrecifes Coralinos y Conservación y Biotecnología
PERIODO DE LA INVESTIGACIÓN: 2014-2023

Islas de carbono

Islas de carbono

Cuando se caminan las sabanas de la Orinoquía, tal como lo dice Julio Jaramillo en su canción de Reminiscencias, el llano infinito se funde al besar el sol. Aquí, inmersos en la planicie, pequeñas islas verdes brotan en la mitad de un océano de pastizales; estos parches son relictos de bosques que flotan en una tierra que ahora le pertenece al ganado. Al adentrarse en ellos todo cambia. El aire ya no está cargado de la esencia volátil del pasto, aquí el olor es distinto: huele a tierra, a húmedo, a selva.

Al corazón de esta selva vienen hombres y mujeres vestidos con camisas, pantalones impermeables y botas pantaneras, la misma ropa de todos los días. Entre ramas y bejucos, unos abrazan los troncos de los árboles para medirlos con un metro, otros les ponen placas metálicas con puntilla y martillo mientras que los demás dibujan unas franjas con pintura acrílica amarilla sobre aquellos árboles escogidos. En una libreta, a la que le cuelga un lápiz, alguien más toma nota minuciosa de todo lo que le dictan. Estas personas, biólogos y ecólogos, son investigadores que vienen a bosques como este, para comprobar que están captando el carbono de la atmósfera.

Sus esfuerzos le sirven al gobierno colombiano para cumplir el compromiso adquirido en el Acuerdo de la Conferencia de las Partes (COP21), celebrado en París en 2015. Allá, lejos de la selva, Colombia se comprometió a que sus emisiones de carbono deberán reducirse en un 20% para 2030. Se trata de un esfuerzo internacional para que la temperatura de la tierra no aumente más de 2 ºC en los próximos años.

Pero lejos de la promesa en papel está la realidad. Si bien Colombia es uno de los países más biodiversos a nivel mundial, también está entre los 10 países que más área forestal ha perdido entre 1990 y el 2015. Recientemente se supo que 178.597 hectáreas de bosque desaparecieron en 2016, algo así como el tamaño de Bogotá.

A ese bosque que aún respira, Ana María Aldana, bióloga de la Universidad de los Andes, llega con su equipo de investigadores a marcar y medir árboles. Ella quiso saber cuánto y cómo los bosques en Colombia están acumulando el carbono de la atmósfera, un gas que calienta la tierra y aumenta los efectos del cambio climático. Este carbono se acumula en los árboles porque ellos se alimentan de él. Así como nosotros respiramos y necesitamos el oxígeno para vivir, las plantas utilizan este elemento para hacer fotosíntesis, para convertir la energía del sol en energía que puedan utilizar.

Estudiantes de la Universidad de los Andes durante su trabajo de campo del proyecto de acumulación de carbono, en los bosques de la Orinoquía.
Estudiantes de la Universidad de los Andes durante su trabajo de campo del proyecto de acumulación de carbono, en los bosques de la Orinoquía.

Aldana, como muchos otros científicos en el país, está en una carrera contra el tiempo. Es probable que mientras se escriben estas líneas –o mientras se leen–, a un árbol lo estén tumbando en alguna parte del país. Y es porque, según el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, la causa que más ha golpeado a los bosques ha sido el uso de tierras para los monocultivos y cultivos ilícitos a lo largo del Pacífico Norte y Sur, el Sur del Chocó, el Nororiente de Antioquia, el Norte de Santander y el Sarare, al Noroccidente de la Orinoquía.

Más allá de que la academia haya llevado a la bióloga a estudiar los bosques tropicales, la pasión con la que habla de sus plantas y la alegría cada que vez que va al campo delatan los sentimientos de una mujer que creció viendo atardeceres llaneros. “La gran diversidad de formas y de especies, de colores, de olores, etc., hace que sean extremadamente fascinantes”, resalta. Y así, una cosa llevó a la otra. Aldana hizo una maestría en Botánica de la Universidad de Reading, Inglaterra, y ahora es doctora en Ciencias Biológicas de la Universidad en los Andes, título que consiguió en marzo del 2017.


Entre el laboratorio y la selva

Su proyecto comenzó en 2005. En él también participaron investigadores de otras universidades, estudiantes de biología y su director de tesis, Pablo Stevenson, quien está a cargo del Laboratorio de Primatología y Ecología Tropical (LEPTYP) de la Universidad de los Andes.

Medir el carbono de los bosques no es sencillo. Las jornadas comienzan a las seis de la mañana, con el tiempo justo para tomarse un tinto oscuro, desayunar e irse al campo. Allí, en medio de mosquitos inmisericordes, se trabaja hasta que los rayos del sol dejen de penetrar el bosque.

La primera parte del proyecto fue establecer parcelas en distintas regiones de Colombia como la Orinoquía, la Amazonía y el Magdalena Medio. “Es una metodología para estudiar vegetación”, explica Aldana, “las parcelas de una hectárea son las más convenientes para estudios de vegetación en el largo plazo. A lo que se refiere es que las parcelas sirven para que, dentro de un lugar en el bosque que mide una hectárea, se pueda tener una idea de cómo está funcionando un ecosistema, ¿qué plantas viven allí? ¿Cuánto y cómo crecen? ¿Cómo es su relación con los animales? Estas son algunas preguntas que los científicos buscan responder al establecerlas. Pero “montar parcelas” no es solo enterrar tubos de PVC para que formen un cuadrado de una hectárea, hay que tener en cuenta detalles como la inclinación del suelo y un sentido de orientación preciso para que, al final, no termine en forma rombo –o peor aún, sin forma–.

En cada parcela los ecólogos seleccionan aquellos árboles, bejucos y palmas que tengan un diámetro mayor a 10 cm a la altura del pecho, una medida usada en este tipo de estudios. Mientras hay luz, los números y los nombres científicos se apropian del eco del bosque. “Este es un Protium que mide 32 cm”, dice uno, refieriéndose al tronco de un árbol de unos 20 metros de alto. “Listo, entonces ese es el 52.834”, le responde otro mientras anota en su libreta y le pasa una placa metálica con números marcados en su superficie. Sin duda, no todo en el campo es medir árboles: en la mitad del bosque, debajo de un “cambuche” improvisado, los ecólogos sacan una coca de plástico con un almuerzo frío pero rico en carbohidratos (papa, arroz, lentejas y, a veces, una que otra carne). En ese momento se habla de todo, de historias, de chismes, de la vida.

La otra parte del trabajo es volver a las 32 parcelas que se establecieron años atrás para ver cuánto ha cambiado el bosque. Por ejemplo, a estos del Meta, en San Martín, Ana regresó después de haberlos visitado por primera vez en 2011. Aquí todavía se escuchan las estridentes voces de monos aulladores mientras los investigadores vuelven a revisar la parcela. A cada árbol que marcaron, martillaron y pintaron seis años atrás, le miden el diámetro y la altura; después hacen una incisión en el tronco con un instrumento parecido a un descorchador de vinos, el barreno. Del árbol, Aldana y su equipo sacan muestras de la madera para saber su densidad. También recogen muestras del suelo para conocer qué tan fértil es la tierra.

Luego de meses de trabajo de campo, montar parcelas, marcar árboles e identificar especies –y quién sabe cuántas picadas de coloraditos y mosquitos–, Aldana utiliza la estadística y las matemáticas para sacar conclusiones de sus observaciones y las de su equipo de trabajo. Y así como cuando un médico le pide al paciente la altura y el peso para saber su grasa corporal, Aldana utiliza la densidad de la madera, la altura y el diámetro de cada árbol, palma o liana que se marcó para encontrar la biomasa aérea de cada individuo –o para saber cuán gordito está–, lo cual demuestra la salud de los bosques.

La biomasa es todo aquello “que hace parte de un organismo vivo”, explica. Nosotros somos biomasa, por ejemplo. En el caso de esta investigación, solo se analiza la parte aérea de las plantas, que es todo lo que está por encima del suelo: las hojas, las ramas y el tronco. “En árboles, en promedio, la mitad de la biomasa está compuesta por carbono; la otra mitad, de nitrógeno y otros elementos orgánicos”, añade. Las matemáticas le sirven para hacer aproximaciones y, así, saber cuánto de esa biomasa es carbono, el mismo que se escapa a la atmósfera cuando se tala un bosque.

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Se cree que Colombia perdió 178.597 hectáreas de bosque en 2016.

Cuando un árbol está más gordo y más alto quiere decir que tienen más biomasa, o sea, que acumula más carbono, pues Aldana descubrió que los bosques estudiados almacenan, en promedio, 120 toneladas de carbono por hectárea, un valor que está por encima del promedio nacional: 104 toneladas por hectárea según el Sistema de Información Ambiental de Colombia.

Proteger el bosque porque acumula el carbono es solo una de las razones para conservarlo. A través del Programa Evaluación y Monitoreo de la Biodiversidad, el Instituto Humboldt determinó las especies de plantas y animales que pueden estar en riesgo por la deforestación en distintas partes del país. Especies que son maderables como almendro (Dypterix oleífera) y el cedro (Cedrella sp.) están en peligro. Con la selva en riesgo, también lo están aves como el paujíl piquizul (Crax alberti) y mamíferos como el mico churuco (Lagothrix lugens) y la danta (Tapirus bairdi), entre otros.

Mientras estudios como los de Aldana se llevan a cabo, el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, junto con el IDEAM, lideran el Inventario Forestal Nacional, un plan que permite conocer cómo están los bosques en Colombia: la estructura, la diversidad y el impacto de la deforestación. Es un esfuerzo como el que hizo Aldana, pero en todo el territorio nacional. Con toda la información recolectada, incluso con la de esta bióloga, se espera que se generen políticas públicas para la conservación y preservación de los bosques colombianos. De esta información nacen programas como Visión Amazonía, una estrategia para la conservación y protección de los bosques del sur del país en alianza con los gobiernos de Alemania, Noruega y el Reino Unido, para que la deforestación neta llegue a cero en 2020.

Ana Aldana, que se embarcó en una aventura en la que comprobó que hay que conservar los bosques porque acumulan carbono, ahora espera comenzar una vida de investigadora más independiente: tener su laboratorio, hacer sus investigaciones, dirigir tesis de estudiantes y volver al bosque. Ella, la investigadora que viajó por Colombia midiendo árboles, está segura de que, para conservar, no hay que esperar a que la tierra se caliente o se desborden los ríos.

Para esta científica, conservar comienza por los cambios de hábitos de cada uno. El problema está en ser capaces de cambiar el uso de los combustibles fósiles, de la expansión ganadera o de la extracción de maderas. “Los efectos que nosotros estamos generando son mucho más rápidos que la capacidad de recuperación de los ecosistemas”, advierte.

Laboratorios naturales para entender el cambio climático

Laboratorios naturales para entender el cambio climático

Más allá del debate sobre sus causas, y en particular sobre la incidencia de la actividad humana en el cambio climático, lo que los investigadores de las más diversas disciplinas intentan es comprender sus efectos en el corto y en el largo plazo.

Por ejemplo, el biólogo Jorge Jácome, profesor e investigador de la Universidad Javeriana, desde hace seis años observa cómo ha ido cambiando la vegetación en los páramos colombianos ubicados en dos parques nacionales, el de Chingaza, desde el 2008, y el del Cocuy, desde el 2010.

A través de la instalación y la puesta a punto de sensores de temperatura y precipitación, así como de una completa caracterización de la estructura y composición de la vegetación en espacios definidos llamados parcelas, Jácome monitorea el comportamiento de las plantas de páramo y el papel que desempeñan dentro del ecosistema en donde habitan, es decir, la ecología funcional.

Si bien aún no hay resultados contundentes —obtenerlos exige un seguimiento continuo y de largo plazo a la vegetación de las parcelas—, la investigación realizada por Jácome integra a la academia colombiana con iniciativas globales para caracterizar las consecuencias reales del cambio climático sobre los diversos ecosistemas de nuestro planeta. El objetivo final del proyecto será establecer el nivel de riesgo y el potencial de cambio de la vegetación de páramo ante el aumento reciente de la temperatura atmosférica. “Actualmente se da por hecho la alta vulnerabilidad de estos ecosistemas ante el cambio climático; sin embargo, aún no se tienen suficientes evidencias”, dice Jácome.

¿Cómo nace el proyecto?

Las variables directas principales para estudiar el cambio climático son la temperatura y la distribución y frecuencia de las lluvias. Otra variable, no por indirecta menos importante, consiste en evaluar el impacto del fenómeno sobre ecosistemas biológicos, por ejemplo, los cambios en su biodiversidad o en el comportamiento de las plantas que los conforman. Son de particular importancia los ecosistemas situados en alta montaña, ya que son los más expuestos a condiciones ambientales extremas.

Entre 1996 y 1999, una serie de iniciativas lideradas por diferentes organizaciones internacionales, como la Universidad de Viena, el Gobierno austriaco y el International Geosphere-Biosphere Programme, dio origen, en el año 2000, a un ambicioso consorcio de investigación —Global Observation Research Initiative in Alpine Environments (Gloria)—, con el objetivo de establecer una red global de observación en ambientes de alta montaña (sistemas alpinos) a largo plazo.
Con datos en mano sobre vegetación y temperatura es posible identificar tendencias de cambio en la biodiversidad, así como posibles amenazas en un futuro cercano.

El consorcio creció y pronto incorporó miembros latinoamericanos. Bajo el auspicio de la red Gloria, se creó el proyecto de Monitoreo del Impacto del Cambio Climático en la Biodiversidad de Alta Montaña en la Región Andina, conformado por instituciones de Argentina, Bolivia, Ecuador, Perú, Venezuela y Colombia. La Pontificia Universidad Javeriana y el Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander Von Humboldt fueron los líderes nacionales.

Sin embargo, las diferencias sustanciales entre ecosistemas alpinos y de alta montaña andinos —particularmente los ubicados en los páramos— obligaron a los investigadores latinoamericanos de Gloria a desarrollar una metodología propia. ¿La razón? En primer lugar, la vegetación alpina no es tan extensa ni tan exuberante como la de Suramérica. Por otro lado, los ecosistemas alpinos son muy dinámicos por las estaciones climáticas: muchas plantas mueren y resurgen en primavera. En cambio, los ecosistemas de páramo evolucionan lentamente, porque allí las plantas persisten durante periodos prolongados de tiempo (décadas) y reaccionan ante condiciones adversas, por ejemplo, perdiendo área de cubrimiento.

En el caso colombiano, los esfuerzos del Instituto Humboldt y de la Universidad Javeriana se han enfocado en identificar las transformaciones en el ecosistema de páramo en pequeñas parcelas y entender cómo el cambio climático podría afectar las comunidades de plantas. Ahora que el clima vuelve a ser noticia por la realización de la Conferencia de las Partes de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, que tiene lugar en Lima, Perú, del 1 al 12 de diciembre del 2014, esto es fundamental para proponer estrategias de conservación, así como para garantizar a futuro los servicios ambientales, como la regulación hídrica.

Parcelas: microcosmos para observar el cambio climático

El montaje de una parcela Gloria plantea exigencias precisas desde el punto de vista metodológico. Por ejemplo, el área seleccionada debe tener baja actividad volcánica y presentar diferentes altitudes, y es preferible que las cumbres tengan relieves moderados y homogéneos. La vegetación debe ser representativa del área seleccionada y las condiciones geológicas tienen que ser similares a las observadas en la zona circundante. Quizás la condición más difícil de cumplir es que la actividad humana no haya alterado la zona elegida, algo que es necesario mantener durante el tiempo del monitoreo.

El investigador Jácome lideró la creación de las dos parcelas colombianas de la red Gloria, para lo cual ha sido necesario completar un registro fotográfico preciso, que facilite el seguimiento futuro del área estudiada y que pueda conducir a identificar los patrones de cambio que esta pueda experimentar con el paso del tiempo.

Jácome es biólogo egresado de la Universidad Nacional, y en su tesis doctoral para la Universidad de Göttingen (Alemania), estudió los factores que determinan la distribución de plantas en los Andes bolivianos. Fue precisamente esa investigación la que lo vinculó a la red Gloria.

El trabajo conjunto entre entidades académicas e institucionales es clave para estudiar las parcelas. Para Jácome, estas solo pueden sobrevivir si hay un compromiso institucional para su mantenimiento; de ahí la importancia de que Parques Nacionales haga suyo el proyecto. Esta dualidad académica/institucional también se manifiesta en las diferentes metodologías usadas para recolectar y administrar información. Por un lado, existe una toma de datos con propósitos académicos, para responder preguntas de investigación en ciencias básicas. Por el otro, datos orientados a la administración de sistemas de gestión ambiental.

Los de naturaleza académica permiten entender cómo está cambiando el ecosistema, y pueden ayudar a proyectar escenarios futuros mediante la simulación de diversas circunstancias de origen ambiental o producidas por el hombre. “Estos diferentes escenarios pueden mostrar a la opinión pública los verdaderos efectos del cambio climático, pero no son muy útiles para la gestión ambiental. No se puede esperar cinco años para darse cuenta del deterioro ambiental del páramo y solo entonces tomar medidas al respecto”, dice Jácome. Para la gestión ambiental se debe empoderar a los parques nacionales a registrar sus propios datos, pues recopilarlos con la suficiente velocidad posibilita tomar decisiones rápidas que impacten el entorno local.

Saber es cuestión de método

Todas las parcelas Gloria, tanto nacionales como internacionales, estudian la vegetación y no la fauna. Esto no es una casualidad sino una elección consciente. Los animales responden a los cambios en su medio ambiente desplazándose y migrando a zonas más propicias para su desarrollo. Las plantas, por el contrario, son organismos sésiles, es decir, están sujetos a un sustrato. Por esta razón no pueden desplazarse y responden a los cambios ambientales adaptándose o muriendo, lo que las convierte en candidatas perfectas para observar cambios en el corto plazo. Otros organismos sésiles ampliamente estudiados para intentar evaluar el impacto del cambio climático son los corales.

A pesar de que las plantas no pueden escapar de las presiones experimentadas por el cambio climático, los efectos en su ecosistema no se perciben de manera instantánea. Por el contrario, es necesario repetir las observaciones periódicamente, utilizando la misma metodología. Siguiendo este procedimiento, los investigadores encargados del montaje y monitoreo de las parcelas Gloria ubicadas en Europa lograron detectar modificaciones en la distribución de la vegetación alpina, en particular, que la zona norte comenzaba a aumentar su población, mientras que en la zona sur (el ambiente seco mediterráneo) se observaba el fenómeno contrario. Este hallazgo fue fruto de un monitoreo que duró entre ocho y diez años. En el caso latinoamericano, solo se han hecho visitas de control en parcelas ubicadas en Argentina y Bolivia, pero los datos son aún materia de análisis.

La siguiente fase del proyecto liderado por el profesor Jácome es volver a visitar las parcelas de los parques nacionales Chingaza y Cocuy. La nueva inspección implica varios retos. En primer lugar, conseguir el apoyo financiero para ejecutar la tarea, pues aunque la red Gloria suministra el estándar metodológico que debe ser usado, es responsabilidad de cada investigador conseguir los recursos necesarios. Un reto más grande es conciliar los cambios en la metodología utilizada para la captura de los datos, ocasionados por la necesaria adaptación a las peculiaridades de la vegetación de páramo. Desde el momento en que se montaron las primeras parcelas, la metodología se ha transformado, y la única manera de no desperdiciar los datos originales es usar dos metodologías diferentes durante la visita de control: la empleada inicialmente, para establecer comparaciones con la primera serie de mediciones, y la nueva, para comparar los datos tomados con los recopilados en las visitas futuras que deben realizarse.

Aparte de la puesta a punto de las parcelas (con su respectiva recopilación de datos), Jácome y otros científicos se han interesado en otros temas que ya hacen parte del proyecto (ver recuadros). Sin duda, lo más enriquecedor para este biólogo ha sido el diálogo fructífero entre los investigadores de la red, algo que ha permitido establecer aproximaciones y metodologías diversas en la comprensión de los efectos del cambio climático en las plantas.

Para saber más:
» Jácome, J. (2012). “Descripción individual y línea base de los sitios de monitoreo Gloria. Parque Nacional El Cocuy, Colombia (COCCY)”. Biodiversidad y cambio climático en los Andes tropicales (pp. 66-69). Condesan. Disponible en:https://www.condesan.org/gloria/sites/default/files/GLORIA,%20finalweb%20p%C3%A1gina%20doble_1.pdf. Recuperado en: 22/10/2014.
» Jácome, J. & Menjura, T. (2011). “Monitoreo del impacto del cambio climático en la biodiversidad de alta montaña en la región andina”. Informe de implementación de parcelas Gloria en el PNN Cocuy. Disponible en:https://www.condesan.org/gloria/sites/default/files/CONDESAN_Propuestas%20Andinas_10_GLORIA%20(1)_0.pdf. Recuperado en: 22/10/2014.
» Pauli, H.; Gottfried, M.; Dullinger, D.; Abdaladze, O.; Akhalkatsi, M.; Benito Alonso, J. L. et al. (2012, abril). “Recent Plant Diversity Changes on Europe’s Mountain Summits”. Science 336 (6079): 353-355. DOI: 10.1126/science.1219033.
Consulte la red Gloria en: https://www.gloria.ac.at/ https://www.condesan.org/gloria/
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