Imagínese tratar de comprender cómo el cambio climático afecta los vastos bosques tropicales al determinar cuántos árboles mueren cada año. Las nubes se interponen en el camino de las vistas satelitales y las estimaciones sobre el terreno son costosas y poco prácticas en áreas remotas. Pero los investigadores del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) están entusiasmados con un nuevo análisis que explica la variación en la mortalidad de los árboles con base en imágenes de drones de 1,500 hectáreas del bosque tropical más estudiado, Isla de Barro Colorado, en Panamá.

Existe la preocupación de que muchos árboles tropicales grandes mueran a medida que el cambio climático intensifica los procesos que los matan, como las sequías y las tormentas intensas”, comentó KC Cushman, becaria postdoctoral de STRI. “Los árboles tropicales grandes contienen mucho carbono. Cuando los árboles mueren y se descomponen, gran parte de ese carbono se libera a la atmósfera, lo que podría empeorar el cambio climático. Sin embargo, para que los modelos climáticos hagan predicciones con precisión si morirán más árboles tropicales, necesitamos una mejor comprensión de qué condiciones causan una mayor o menor mortalidad de los árboles en la actualidad. Y eso requiere una forma confiable de mapear la mortalidad de árboles en grandes áreas de bosque”.

“El trabajo de campo in situ no es práctico: es necesario observar demasiados árboles con demasiada frecuencia, porque las tasas de mortalidad son solo del 2% por año”, comentó Helene Muller-Landau, científica de STRI y coautora del estudio. Y las imágenes de resolución de 30 metros de los satélites LANDSAT son buenas para detectar grandes perturbaciones que matan muchos árboles, como incendios forestales o huracanes, pero la mayoría de los árboles muertos son un solo individuo o pequeños grupos. Además, el bosque vuelve a reverdecer con bastante rapidez después de que los árboles mueren y, debido a la cubierta de nubes, no tenemos suficientes imágenes satelitales buenas para ver todo el proceso”.

Su equipo usó drones para resolver el problema. Al pilotear repetidamente drones sobre 1,500 hectáreas de bosque durante un período de cinco años, el técnico de investigación de STRI, Milton García, proporcionó una serie de imágenes de muy alta resolución que podrían usarse para visualizar perturbaciones mucho más pequeñas. Basándose en las fotos, se les ocurrió un modelo de la altura del dosel.

Definieron una perturbación como un área donde la altura del dosel disminuyó en más de 5 metros sobre un área contigua de 25 metros cuadrados. Y luego hicieron un análisis de los cambios en la altura del dosel para cada período de tiempo, identificando 11,153 perturbaciones del dosel de más de 25 metros cuadrados de área. Estas perturbaciones incluyeron caídas de árboles, caídas de ramas y árboles muertos que aún estaban en pie.

Otro estudio reciente dirigido por la becaria posdoctoral de STRI, Raquel Araujo, analizó datos mensuales del sitio de estudio de dinámica forestal a largo plazo ForestGEO en Barro Colorado y descubrió que la mayoría de los árboles cayeron en lugar de morir mientras aún estaban en pie, y era más común que los troncos se rompieran, que los árboles fueran completamente arrancados. Las caídas de árboles se concentraron durante los períodos de fuertes lluvias.

Las tasas de perturbación fueron tres veces mayores en algunas áreas que en otras. La mayor parte de la diferencia en la perturbación de un lugar a otro podría predecirse por tres factores: la edad del bosque, el tipo de suelo y si la tierra tenía una pendiente pronunciada o más plana (topografía). Las perturbaciones fueron más comunes en los bosques más viejos que en los más jóvenes, como era de esperar porque los árboles son más viejos y porque la altura de los árboles varía más en los bosques más viejos, dejando algunos árboles altos más expuestos al daño de las tormentas. El tipo de suelo puede ser importante debido a la capacidad de los árboles para formar raíces profundas. Y una mayor perturbación en las laderas empinadas podría explicarse simplemente por la inclinación o porque las laderas empinadas a menudo están más expuestas a la intemperie.

El equipo quedó satisfecho con el resultado del análisis de imágenes de drones para predecir con precisión las alteraciones del bosque en un área extensa.

“Para el seguimiento, esperamos descubrir por qué murieron más árboles que crecían en ciertos suelos, y probar si algunas especies de árboles son más comunes en áreas con altas tasas de perturbación, en lugar de bajas”, comentó Cushman. “Otros colaboradores del grupo Muller-Landau quieren colocar sensores en árboles individuales para averiguar cómo se mueven los árboles durante las tormentas y crear modelos mecánicos de mortalidad que capturen las influencias del viento, los rayos y más”.

“Si las tasas de mortalidad de los árboles aumentan, entonces los árboles serán en promedio más pequeños, tanto más cortos como más pequeños en diámetro, la altura del dosel del bosque será en promedio más corta y las reservas de carbono forestal serán más pequeñas”, comentó Muller-Landau. La muerte de árboles está directamente relacionada con una disminución en la cantidad de carbono que almacena un bosque. Un aumento de aproximadamente del 10% en la tasa de mortalidad significa una disminución del 9% en las reservas de carbono forestal, en igualdad de condiciones”.

“Los drones nos han brindado una perspectiva completamente nueva sobre la mortalidad de los árboles tropicales en Isla Barro Colorado, un sitio icónico de estudio a largo plazo, al permitirnos monitorear grandes áreas y señalar con precisión cuándo mueren los árboles”, comentó Muller-Landau. Los datos de drones complementan los censos de árboles tradicionales basados ​​in situ y los proyectos de teledetección que han mostrado diferencias en la estructura del bosque en este paisaje, pero esta es la primera vez que alguien ha demostrado que estas diferencias son impulsadas por la variación en las tasas de mortalidad de los árboles, que en sí mismas son debido a la variación en los suelos, la topografía y la edad del bosque”.

Cushman, K.C., Detto, M., Garcia, M. and Muller-Landau, H.C. 2022. Soils and topography control natural disturbance rates and thereby forest structure in a lowland tropical landscape. doi: 10.1111/ele.13978