Ramon Torre 2019a

• Article publicat a Nature Ecology and Evolution
• Autores

Article publicat a Nature Ecology and Evolution

La concentració de nitrogen en les fulles de les plantes ha anat disminuint de forma general a tot el món durant els últims 40 anys. Així conclou un article publicat a Nature Ecology and Evolution que signen, juntament amb altres investigadors, Sara Marañón i Rossella Guerrieri, investigadores postdoctorals del CREAF amb una beca Marie Sklodowska Curie.

L’equip internacional es basa en aquest fenomen per alertar que el nitrogen, un element bàsic per a les plantes, està disminuint en tots els ecosistemes terrestres. Segons els autors, això passa bàsicament per dos motius.

• En primer lloc tenim l’efecte fertilitzantque produeix l’augment de CO₂ a l’atmosfera. Amb més CO₂, més creixement dels boscos i més demanda de nitrogen de la vegetació, que l’utilitza com a nutrient.
• En segon lloc, el canvi climàtic ha provocat que s’allarguin els períodes de creixement de les plantes (amb tardors que arriben més tard i primaveres que arriben abans d’hora), i que la demanda de nitrogen es mantingui durant més mesos al llarg al any. En algunes zones del món, com els EUA i Europa, a aquests dos motius principals se li sumen les regulacions a les centrals elèctriques de carbó: després de regular les emissions d’aquesta indústria, va millorar la qualitat de l’aire que respirem, però de forma col·lateral es van reduir les quantitats de nitrogen que arribaven als ecosistemes.

  Les societats humanes depenen d'un sistema terrestre que funcioni dins d'un rang restringit de disponibilitat de nutrients, però la recent trajectòria de la disponibilitat de nitrogen (N) terrestre és incerta. Examinant els patrons de les concentracions foliars N i de les proporcions d'isòtops (δ¹⁵N) de més de 43.000 mostres adquirides durant 37 anys, gràcies a l’estudi,  s’ha observat una tendència global de pèrdua constant de nitrogen en els ecosistemes terrestres al llarg de temps, concretament un 9% en aquests gairebé quaranta anys.  En concret, la δ¹⁵N foliar es va reduir en un  0,6-1,6 ‰. En examinar els patrons en diferents espais climàtics, el δ¹⁵N foliar es va reduir en tota la gamma de la temperatura mitjana anual i la mitjana de precipitació anual provada. En total, ara hi ha diverses línies d'evidència de la disminució de la disponibilitat de N en molts ecosistemes terrestres no fertilitzats, incloent descensos en δ¹⁵N d'anells d'arbres i fulles de mostres d'herbari durant els últims 75-150 anys. Aquests patrons són coherents amb les conseqüències proposades d'un elevat diòxid de carboni atmosfèric i temporades de creixement més llargues. Aquestes disminucions limitaran la captació futura de carboni terrestre i augmentaran l'estrès nutricional dels herbívors.

Una idea que sembla contradictòria és quan el nitrogen, utilitzat per fertilitzar les grans extensions d’agricultura intensiva, ha estat protagonista en les zones més poblades o properes a la costa, precisament pel problema contrari. El seu excés ha provocat creixements explosius d’algues, manca d’oxigen i problemes greus als ecosistemes aquàtics. No obstant això, aquest estudi posa en evidència que darrere d’aquest repte ambiental a escala regional, ha quedat amagat un problema global diametralment oposat, la disminució del nitrogen disponible en ecosistemes que no han estat fertilitzats per la presència humana.

La investigació ha estat liderada per Joseph Craine de Jonah Ventures i Andrew Elmore de la Universitat de Maryland Center for Environmental Science juntament amb un equip internacional amb més de trenta investigadors.

 

Fulles polvoritzades a punt per posar a la càpsula i mesurar-ne els isòtops. Autora: Rossella Guerrieri.

Fig. 3 |(del article publicat) Esquema conceptual que resumeix la hipòtesi de bifurcació de disponibilitat d’N per als ecosistemes terrestres globals. La meitat esquerra del diagrama representa les àrees amb més influència antròpica. Aquests ecosistemes són cada vegada més eutròfics; on es representen els increments de la disponibilitat d’N, les concentracions N foliars, la pèrdua N gasosa i les transferències als ecosistemes aquàtics, així com la disminució dels nivells d'oxigen dissolt (DO) en aigües. La meitat dreta del diagrama representa els ecosistemes menys influenciats per factors antròpics, que són cada vegada més oligotròfics. Aquí, qualsevol deposició d’N augmentada es sobrepassa per les conseqüències de l'augment de les concentracions atmosfèriques de dióxido de carbono en la disponibilitat d’N. Aquests ecosistemes demostren una oligotrofització amb disminució de la disponibilitat d’N, disminuint les concentracions N foliars, la disminució de la pèrdua de gasos N i les transferències reduïdes als ecosistemes aquàtics. Crèdit: diagrama creat per Brianne Walsh, Centre per a la Ciència Ambiental, la Integració i la Xarxa d'Aplicacions de la Universitat de Maryland.

Autores

Redactat per: Anna Ramon i Marga Torre

Per saber-ne més: Anna Ramon