La fragmentación de los bosques tropicales está cerca de un punto crítico más allá del cual se acentuará, y esto tendrá graves consecuencias para la biodiversidad y el almacenamiento de carbono.
Con esta conclusión, científicos del Centro Helmholtz de Investigación Ambiental (UFZ), en Alemania, han adaptado una teoría de la Física para describir matemáticamente la fragmentación de los bosques tropicales. Publican su trabajo en Nature.
Los bosques tropicales de todo el mundo desempeñan un papel clave en el ciclo mundial del carbono y albergan a más de la mitad de las especies en todo el mundo. Sin embargo, los aumentos en el uso de la tierra durante las últimas décadas causaron pérdidas sin precedentes de bosque tropical.
Para analizar los patrones globales de fragmentación forestal, el grupo de investigación de UFZ liderado por el profesor Andreas Huth utilizó datos de teledetección que cuantifican la cubierta forestal en los trópicos en una resolución extremadamente alta de 30 metros, lo que resulta en más de 130 millones de fragmentos de bosque.
Para su sorpresa, descubrieron que los tamaños de las fragmentaciones seguían distribuciones de frecuencia similares. Por ejemplo, el número de fragmentos de bosque de menos de 10.000 hectáreas es bastante similar en las tres regiones: 11,2 por ciento en América Central y del Sur, 9,9 por ciento en Africa y 9,2 por ciento en el sudeste asiático.
«Esto es sorprendente porque el uso de la tierra difiere notablemente de un continente a otro», señala la primera autora del estudio, la doctora Franziska Taubert, matemática del equipo de Huth. Por ejemplo, las áreas forestales muy grandes se transforman en tierras agrícolas en la región amazónica. Por el contrario, en los bosques del sudeste asiático, a menudo se extraen especies forestales del bosque.
Al buscar explicaciones para los patrones de fragmentación idénticos, los expertos de UFZ encontraron su respuesta en la física. «La distribución del tamaño del fragmento sigue una ley de energía con exponentes casi idénticos en los tres continentes», dice el biofísico Andreas Huth. Estas leyes de poder son conocidas por otros fenómenos naturales como incendios forestales, deslizamientos de tierra y terremotos.
El hallazgo de su estudio es la capacidad de derivar las leyes de energía observadas de la teoría de la percolación. «Esta teoría establece que en una determinada fase de deforestación el paisaje forestal exhibe estructuras fractales, auto-similares, es decir, estructuras que se pueden encontrar una y otra vez en diferentes niveles», explica Huth.
«En física, esto también se conoce como punto crítico o transición de fase, que por ejemplo también ocurre durante la transición del agua de un estado líquido a gaseoso», agrega el coautor Thorsten Wiegand, también de UFZ.
Un aspecto particularmente fascinante de la teoría de la percolación es que esta distribución universal del tamaño es, en el punto crítico, independiente de los mecanismos a pequeña escala que llevaron a la fragmentación. Esto explica por qué los tres continentes muestran patrones de fragmentación a gran escala similares.
LA FRAGMENTACION TIENE CONSECUENCIAS PARA LA BIODIVERSIDAD Y EL CLIMA
El equipo de UFZ comparó los datos de teledetección de las tres regiones tópicas con varias predicciones de la teoría de la percolación. En apoyo de su hipótesis, encontraron acuerdo no solo para la distribución del tamaño del fragmento, sino también para otros dos indicadores importantes: la dimensión fractal y la distribución de longitud de los bordes de los fragmentos.
«Esta teoría física nos permite describir los procesos de deforestación en los trópicos», concluye el coautor del estudio, el doctor Rico Fischer. Y eso no es todo: este enfoque también se puede usar para predecir cómo avanzará la fragmentación de los bosques tropicales en las próximas décadas. «Particularmente cerca del punto crítico, se esperan efectos dramáticos incluso en el caso de una deforestación relativamente menor».
Usando escenarios que asumen diferentes tasas de tala y reforestación, los científicos modelaron cuántos fragmentos de bosque se pueden esperar para 2050.
Por ejemplo, si la deforestación continúa en los trópicos de América Central y del Sur al ritmo actual, la cantidad de fragmentos aumentará 33 veces y su tamaño medio disminuirá de 17 ha a 0,25 ha.
La tendencia a la fragmentación solo se puede detener al ralentizar la deforestación y reforestar más áreas que la deforestación, que actualmente es una opción bastante improbable. Las futuras misiones satelitales, como Tandem-L, son de gran importancia para la detección oportuna y fiable de estas tendencias.
La fragmentación avanzada de los bosques tropicales tendrá graves consecuencias para la biodiversidad y el almacenamiento de carbono. Por un lado, la biodiversidad sufre porque numerosas especies animales raras dependen de áreas de bosque grandes. Por ejemplo, el jaguar necesita alrededor de 10.000 hectáreas de bosque contiguo para sobrevivir.
Por otro lado, la creciente fragmentación de los bosques también tiene un impacto negativo en el clima. Un equipo de científicos de UFZ liderado por Andreas Huth describió en ‘Nature Communications’ en la primavera del año pasado que la fragmentación de las áreas forestales tropicales una vez conectadas podría aumentar las emisiones de carbono en otro tercio, ya que muchos árboles mueren y se almacena menos dióxido de carbono en el borde de los fragmentos de bosque.
