Las partículas finas PM2,5 suelen aparecer en las noticias por sus efectos sobre la salud humana, pero su impacto no termina en nuestros pulmones. Un estudio publicado en Nature Climate Change muestra que esta contaminación atmosférica también puede reducir la eficiencia con la que la vegetación utiliza el agua, principalmente porque perjudica la fotosíntesis.
Para llegar a esta conclusión, los investigadores combinaron información a distintas escalas: isótopos conservados en anillos de árboles, mediciones de torres de intercambio de carbono y agua, y observaciones de vegetación obtenidas por satélite. En conjunto, los datos muestran una relación predominantemente negativa entre la concentración de PM2,5 y la eficiencia en el uso del agua de las plantas.
Así pues, el resultado añade una dimensión menos conocida a la contaminación atmosférica: además de afectar directamente a las personas y otros animales, puede modificar procesos fisiológicos fundamentales de la vegetación y alterar la relación entre la captura de carbono y la pérdida de agua.
Las PM2,5 reducen, sobre todo, la fotosíntesis
En ecología, la eficiencia en el uso del agua o WUE (water-use efficiency) expresa, de forma simplificada, cuánto carbono consigue fijar una planta mediante la fotosíntesis en relación con el agua que pierde hacia la atmósfera. Una reducción de esta eficiencia podría producirse porque la planta pierde más agua, porque capta menos carbono o por una combinación de ambos procesos. El nuevo estudio apunta principalmente a la segunda opción: las partículas PM2,5 reducen la fotosíntesis más de lo que modifican la evapotranspiración.
Según los autores, esta disminución de la actividad fotosintética está relacionada con dos mecanismos principales. Por un lado, la contaminación por partículas reduce la cantidad de radiación fotosintéticamente activa disponible para la vegetación. Por otro, también se asocia con una menor capacidad de carboxilación, es decir, con una reducción de la capacidad bioquímica de las hojas para fijar CO₂ durante la fotosíntesis.
Esto significa que una planta puede continuar perdiendo agua a través de la transpiración y la evapotranspiración del ecosistema mientras obtiene un rendimiento menor en términos de carbono capturado. El balance carbono-agua se vuelve así menos eficiente.
El efecto aparece desde los árboles individuales hasta los satélites
Una de las fortalezas del trabajo es que no se basa en una única forma de medir la vegetación. El equipo recurrió a una base de datos global de isótopos en anillos de árboles, que permite reconstruir cambios de largo plazo en el funcionamiento fisiológico de los árboles. También utilizó datos de torres de covarianza de remolinos, instalaciones que miden de forma continua los intercambios de CO₂, vapor de agua y energía entre los ecosistemas y la atmósfera. Y finalmente, comparó estos resultados con métricas de vegetación obtenidas mediante satélite.
Tras esto, vieron que las tres escalas apuntaron en una dirección similar: la contaminación por PM2,5 ejerce en general una influencia negativa sobre la eficiencia en el uso del agua.
Sin embargo, los autores advierten de que la intensidad del efecto no es idéntica en todas partes. Depende de la vegetación, del clima y del nivel de contaminación, y existen diferencias entre bosques y ecosistemas no forestales. Por tanto, el estudio no significa que una determinada concentración de PM2,5 reduzca exactamente la misma cantidad de fotosíntesis en cualquier planta del planeta. Lo importante es el patrón global: las partículas finas constituyen un factor ambiental capaz de debilitar la relación entre captura de carbono y uso del agua.
Los modelos climáticos pueden estar dejando fuera una parte del problema
El estudio señala, además, una limitación relevante para las proyecciones ambientales. Los autores compararon las observaciones reales con modelos de ecosistemas y comprobaron que aquellos que no representan los procesos relacionados con los aerosoles no consiguen reproducir correctamente la relación observada entre PM2,5 y eficiencia hídrica.
Esto sugiere que explicar la evolución del uso del agua de las plantas únicamente mediante temperatura, precipitación, concentración de CO₂ u otras variables climáticas, puede ser insuficiente en regiones con contaminación elevada.
El punto es importante porque el aumento del CO₂ atmosférico ha tendido a mejorar la eficiencia en el uso del agua de muchas plantas durante las últimas décadas. Sin embargo, este nuevo trabajo indica que las PM2,5 pueden actuar en la dirección contraria, reduciendo parte de esa mejora al limitar la fotosíntesis.
La investigación tampoco implica que las plantas vayan a consumir necesariamente más agua por culpa de las partículas. El resultado es más preciso: para una determinada pérdida de agua, la vegetación puede captar menos carbono y, por tanto, utilizar ese agua de forma menos eficiente.
Reducir la contaminación por PM2,5 tiene así una dimensión adicional a la sanitaria. Mejorar la calidad del aire no solo disminuye la exposición humana a partículas perjudiciales; también puede contribuir a evitar alteraciones en la fotosíntesis, la captura de carbono y el funcionamiento hídrico de los ecosistemas.
Fuentes: Nature Climate Change y The University of Hong Kong