Por si acaso

Por medio del registro de las características físicas de un área desde el espacio, los satélites mapean los bosques de todo el mundo y estiman cuánto dióxido de carbono (el principal gas de efecto invernadero que causa el calentamiento global), absorben estos bosques. Sin embargo, los sensores satelitales deben calibrarse y las estimaciones resultantes obtenidas deben ser validadas de forma independiente por otra fuente, para asegurarse de que sean lo más precisas posible.

Este es el objetivo de GEO-TREES, un sistema multimillonario lanzado en el 2023, que coordina a los investigadores de los sitios de estudio forestal existentes en todo el mundo para mapear y rastrear el carbono forestal casi en tiempo real y verificar las estimaciones basadas en imágenes satelitales, desde cero. Estas mediciones se utilizarán para desarrollar una fórmula global estándar para calcular el almacenamiento de carbono forestal.

No todos los bosques son iguales. Los bosques tropicales son muy diversos, y las diferentes especies de árboles almacenan diferentes cantidades de carbono. Por lo tanto, para calcular la cantidad de carbono que puede absorber un árbol en particular, necesitamos medir los árboles, cada uno a mano.

"Cada árbol de más de un centímetro de diámetro se mide (al menos su diámetro a la altura del pecho o DAP, que es de aproximadamente 1.30 metros), ése es el estándar botánico", dijo Salomón Aguilar, técnico investigador del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI por sus siglas en inglés) que ha censado bosques desde 1985, y que ahora forma parte de la red  de Observatorios Globales Terrestres Forestales del Smithsonian (ForestGEO por sus siglas en inglés), la mayor red mundial de científicos y centros de investigación forestal dedicados a estudios forestales a largo plazo.

"Con cada censo se puede ver cómo cambian, y se descubren cosas nuevas, nuevos patrones. Por ejemplo, si una especie crece más rápido o más lento bajo ciertas condiciones, y si esto tiene que ver con que algunas especies se vuelvan más resistentes a medida que el cambio climático se vuelve más severo, y se ajusta la metodología para incluir esas variables, y esto requiere consistencia", agregó.

La red ForestGEO del Smithsonian, junto con las redes de parcelas forestales Tropical managed Forests Observatory (TmFO) y ForestPlots.Net, proporcionan esos datos terrestres mediante la creación e implementación de un sistema de referencia estándar.

Lo que ahora se conoce como ForestGEO comenzó con una sola parcela de 50 hectáreas establecida en 1982 por el ecólogo y taxónomo Robin Foster y el biólogo Stephen Hubbell, en Isla Barro Colorado (BCI por sus siglas en inglés), la primera estación de investigación de STRI, ubicada en el embalse de agua dulce del Canal de Panamá. Trabajando con Aguilar y el técnico de investigación Rolando Pérez, quien se unió en 1986, fueron pioneros en la metodología para realizar censos de bosques tropicales para crear una base de datos de dinámicas forestales.

Este proyecto se denominó Proyecto de Dinámica del Bosque Tropical, que más tarde incluyó parcelas de una hectárea alrededor de la cuenca del Canal de Panamá. En la década de 1990, se estableció el Centro de Ciencias Forestales del Trópico (CTFS), que incluía parcelas en Asia, África y América del Sur. CTFS se convirtió en ForestGEO con la adición de las parcelas de bosque templado en los EE. UU. en 2013, y con el científico de STRI Stuart Davies como director, y ahora coordina 78 sitios de investigación forestal en las Américas, África, Asia, Europa y Oceanía. Con más de 40 años de experiencia acumulada en monitoreo a largo plazo, ForestGEO es también la base de datos más confiable y precisa sobre ecología forestal y dinámica forestal.

Sin embargo, investigadores como Pérez y Aguilar entienden que involucra más que medir árboles y escribir números.

"La parcela de 50 hectáreas en BCI fue la primera parcela a gran escala para el monitoreo a largo plazo de los bosques tropicales y proporciona herramientas cruciales para que los investigadores comprendan cómo los bosques tropicales y sus habitantes cambian a lo largo del tiempo", dijo Pérez. "He coordinado los censos desde 1995 con Salomón, y nos hemos encargado de identificar cerca de 25.000 nuevos individuos que aparecen con cada censo. También hemos capacitado a cientos de estudiantes, técnicos, biólogos, ecólogos y más, y creo que una gran parte del éxito de la parcela de 50 hectáreas, en comparación con otros sitios de investigación en la red ForestGEO, es tener un equipo de asistentes de campo bien capacitados en la identificación de plantas y la recopilación de datos rápidos y precisos".

Desde abajo

Los árboles que miden hasta un centímetro de diámetro a una altura de 1.30 metros son lo suficientemente grandes como para producir biomasa leñosa (tronco, ramas, hojas, corteza), que es la que captura el carbono. Pero las condiciones climáticas y la dinámica del bosque también juegan un papel importante en la cantidad de carbono que los árboles pueden absorber. Por lo tanto, tener un lugar designado para estas observaciones, con décadas de datos recopilados previamente, es útil.

"El propósito de estas parcelas es ser una herramienta fácil y accesible para que los investigadores estudien las plantas, vean patrones, y realicen experimentos. Cualquiera que sea la especie que estés buscando, ya está en la parcela, etiquetada, mapeada y catalogada", dijo David Mitre, gerente de investigación de ForestGEO. "Esto también hace que los datos sean consistentes, verificables, precisos y confiables. Cada vez que hacemos el censo, queremos tener los datos más confiables y consistentes, siempre".

Realizar un censo forestal no es fácil; requiere mucho entrenamiento, buena condición física, resistencia mental, un buen sentido de orientación y suficientes conocimientos botánicos para diferenciar las especies de árboles. Después de un período de meses de preparación para cada censo, los miembros del equipo caminan a las parcelas temprano todas las mañanas durante diez meses, miden cada árbol, recopilan los datos y dan mantenimiento a la parcela. Este censo se realiza cada cinco años.

Hasta hace poco, los técnicos tenían que recoger los datos en formularios y mapas impresos en papel, y luego entregar esos documentos a la gestora de la base de datos, Suzanne Lao, en la oficina; después de que Lao "limpiara" los datos y detectara cualquier error, como marcar la ubicación incorrecta de un individuo existente u olvidarse de medir algo, el equipo tenía que volver a salir, corregir los errores, recopilar los datos que habían omitido, completar los espacios que habían dejado en blanco y luego volver a enviarlos. Esto se repetía hasta que los datos fueran correctos y aún pasaba por más revisiones por parte de Pérez y Aguilar y finalmente por parte de Davies; luego estaba listo para ser publicados, meses y, a veces, incluso hasta un año después.

Hoy en día el proceso es mucho más ágil; después de algunos intentos de utilizar otros sistemas, el equipo decidió utilizar ArcGIS (la plataforma para el software del Sistema de Información Geográfica). Dado que el censo del 2020 tuvo que posponerse debido a la pandemia de COVID-19 y Panamá estaba bajo un estricto confinamiento, el equipo tuvo la oportunidad de trabajar en migrar todo a la plataforma; Mitre trabajó de manera remota con el experto en SIG de STRI, Milton Solano, para desarrollar un formulario SIG para el censo, básicamente transfiriendo y traduciendo la metodología que se desarrolló en el campo a un formato digital; en lugar de anotar todos los datos en papel, el equipo ahora usaría iPads para llenar los formularios. Además de hacer que la recolección de datos censales sea más rápida y precisa, con menos errores en el camino, este sistema también permite que los datos estén disponibles con antelación.

"Estamos recopilando, verificando y corrigiendo en el campo a medida que avanzamos", explica Mitre.

"Y también facilita compartir la metodología con otros centros de investigación, para que puedan replicarla en sus parcelas", añade Aguilar.

Dinámica forestal

Al igual que las parcelas y las mediciones del terreno se han convertido en la piedra angular de GEO-TREES y la cartografía satelital, la piedra angular de las parcelas forestales es la base de datos taxonómica y las habilidades de las personas para identificar las especies.

"Creo que mucha gente tiene la idea de que todos los bosques tropicales parecen una jungla y todos tienen el mismo aspecto, y nada podría estar más lejos de la verdad", afirma Helene Muller-Landau, científica sénior de STRI, cuyo laboratorio de ecología forestal colabora con ForestGEO.

La identificación de especies es una parte esencial de los censos forestales y, posteriormente, del conteo de carbono. Las especies de árboles varían en densidad de madera, estructura y tasa de crecimiento, por lo que todos producen diferentes cantidades de biomasa y, por lo tanto, almacenan diferentes cantidades de carbono. La alometría arbórea se utiliza para calcular la biomasa, correlacionando las medidas de cada árbol con las características de sus especies exactas para calcular su volumen.

La oficina de ForestGEO en el Centro de Conferencias e Investigación Earl S. Tupper de STRI tiene su propio pequeño herbario, un sistema de referencia cuidadosamente catalogado que contiene muestras de las 306 especies de árboles y plantas de BCI, además de todas las especies de las parcelas del área del Canal. También dependen en gran medida del herbario de STRI, oficialmente llamado herbario de Summit, Canal Zone o SCZ, una herramienta esencial para los ecólogos forestales.

Sin embargo, capacitar a las personas para hacer el trabajo de campo y enfatizar la identificación de especies sigue siendo una prioridad para el equipo.

"Estando en el campo, comienzas a entender lo que sucede en el bosque", dice Aguilar. "Comienzas a ver cómo algunas especies son más resistentes que otras a medida que cambian las condiciones".

A medida que aumentan los efectos del cambio climático, debido a las emisiones de carbono de las actividades humanas, comprender los bosques es más crucial que nunca para mitigar las emisiones de carbono a nivel mundial. El objetivo de GEO-TREES, al asociar a la comunidad de observación de la Tierra y sus satélites con sitios de investigación forestal que monitorean diferentes tipos de bosques en todo el mundo, es hacer esto de manera más rápida y precisa.

"La comunidad de observación de la Tierra ha estado invirtiendo enormes cantidades de recursos para monitorear la biomasa desde el espacio. El problema fundamental de ese sistema es que no tenemos un sistema global, independiente y transparente para validar estos datos desde el espacio", afirmó Davies en el lanzamiento de la iniciativa GEO-TREES durante el evento de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP28) "De la Tierra al Espacio: El Futuro del Carbono Forestal", celebrado en Dubái en noviembre y diciembre del 2023.  

Financiado por el Bezos Earth Fund y, más recientemente, por la Fundación Gordon and Betty Moore, GEO-TREES resolverá el problema de la calibración y validación de los datos proporcionados por la comunidad de observación de la Tierra, mediante el uso de los extensos datos sobre la diversidad y la dinámica de los bosques construidos en miles de parcelas de diferentes bosques de todo el mundo, y mediante la creación de un conjunto de protocolos estándar para cartografiar y monitorear los bosques.

"La forma en que esto puede tener éxito es que debe beneficiar a ambas partes", agregó Davies. "Tiene que beneficiar a la comunidad de observación de la Tierra al ser de acceso abierto. Cualquier persona interesada en los patrones y la dinámica de la biomasa puede acceder a esta información. Pero tiene que beneficiar a la comunidad de observaciones terrestres, a las redes de parcelas, fomentando la equidad en el muestreo, la medición y el seguimiento de estos bosques, la formación y desarrollo de capacidades, y la transferencia de tecnología".

Estos objetivos están incorporados en la iniciativa GEO-TREES, que ya incluye 30 parcelas forestales en todo el mundo.

"El objetivo de GEO-TREES es tener 100 parcelas forestales, cuidadosamente seleccionadas de una variedad de regiones y climas", explica Lauren Krizel, gerente del programa de ForestGEO. "Y lo bueno es que la infraestructura ya está ahí".

"Las mediciones terrestres seguirán siendo necesarias", afirma Mitre. "A medida que cambian las condiciones, aumentan las temperaturas, y disminuyen las precipitaciones, comenzamos a ver cómo estas cosas afectan a los bosques. Es posible que veamos prosperar otras especies, especies de zonas más secas... ¿Qué está pasando en esos bosques? ¿Qué está pasando en los bosques nubosos? Necesitamos incluir parcelas de todo el mundo, para obtener una muestra más representativa. Hacia allá vamos".

El Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales, con sede en la Ciudad de Panamá, Panamá, es una unidad de la Institución Smithsonian. El instituto promueve la comprensión de la biodiversidad tropical y su importancia para el bienestar humano, capacita a los estudiantes para realizar investigaciones en los trópicos y promueve la conservación al aumentar la conciencia pública sobre la belleza y la importancia de los ecosistemas tropicales.