La teoría ecológica aceptada dice que los suelos pobres limitan la productividad de los bosques tropicales, pero la adición de nutrientes como fertilizantes rara vez aumenta el crecimiento de los árboles, lo que sugiere que la productividad no está limitada por los nutrientes después de todo. Los investigadores del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) han resuelto esta aparente contradicción, demostrando que el fósforo limita el crecimiento de especies arbóreas individuales pero no de comunidades forestales enteras. Sus resultados, publicados en línea en Nature el 8 de marzo, tienen amplias implicaciones para entender el crecimiento y el cambio de los bosques.
Vastas zonas de los trópicos se encuentran en paisajes antiguos en los que los nutrientes derivados de las rocas han sido lixiviados por años de fuertes lluvias.
Fósforo
El fósforo es particularmente escaso, porque los óxidos de hierro que dan a los suelos tropicales su característico color rojo se unen al fósforo, haciéndolo inaccesible para las plantas. Sin embargo, la adición de fertilizantes a diversos bosques de África, el sudeste asiático y América no ha aumentado el crecimiento de los árboles. El único lugar en el que la fertilización dio lugar a un mayor crecimiento de los árboles fue en Hawai, donde el bosque está dominado por una sola especie de árbol.
Una forma alternativa de estudiar la limitación de nutrientes es comparar las tasas de crecimiento de los árboles en bosques que difieren de forma natural en la disponibilidad de nutrientes del suelo: el diminuto pero altamente biodiverso país tropical de Panamá ofrece un escenario perfecto para ello. La compleja geología del centro de Panamá hace que los niveles naturales de fósforo disponible para las plantas en el suelo varíen más de 300 veces, de forma similar al rango de disponibilidad de fosfato en los suelos tropicales de todo el mundo. Y como los suelos de Panamá también varían en humedad y otros nutrientes como el nitrógeno, el calcio y el potasio, los investigadores pueden estudiar los efectos de estas variables en el crecimiento al mismo tiempo.
Para examinar el efecto del fósforo en el crecimiento de los árboles, los investigadores midieron 19.000 árboles individuales de 541 especies de árboles diferentes en una serie de parcelas de seguimiento forestal a largo plazo que forman parte de la red del Observatorio Forestal Global de la Tierra (Smithsonian ForestGEO) gestionada por el Centro de Ciencias Forestales Tropicales del STRI. Por término medio, las tasas de crecimiento de las distintas especies arbóreas aumentaron en los suelos con mayores niveles de fósforo disponible para las plantas, lo que es coherente con la teoría ecológica. Sin embargo, sorprendentemente, las especies arbóreas que se encontraban en suelos con bajo nivel de fósforo crecían más rápido, de media, que las especies que crecían en suelos con alto nivel de fósforo. Y en un último giro, la variación de las especies arbóreas presentes en las parcelas significó que las tasas de crecimiento de toda la comunidad no cambiaron según el nivel de fósforo del suelo.
Especies
«Descubrir que las especies adaptadas a los suelos bajos en fósforo crecen tan rápido fue una verdadera sorpresa», dijo Ben Turner, científico del STRI, que dirigió el estudio. «Todavía no entendemos por qué ocurre esto, ni por qué las especies con alto nivel de fósforo no crecen más rápido que ellas. Tal vez los árboles inviertan el fósforo extra en la reproducción más que en el crecimiento, por ejemplo, porque las semillas, los frutos y el polen son ricos en fósforo. Por ahora, estos resultados nos ayudan a entender cómo la fertilidad del suelo influye en el crecimiento de los árboles en los bosques tropicales, y demuestran una vez más el poder de la diversidad tropical para sorprendernos.»
«Este estudio pone de relieve nuestra limitada comprensión de cómo las plantas se enfrentan a los suelos pobres en fósforo, un reto importante para los agricultores en gran parte de los trópicos», dijo Jim Dalling, investigador asociado del STRI y profesor y jefe del Departamento de Biología Vegetal de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. «Comparar cómo las plantas adaptadas a una alta disponibilidad de fósforo frente a una baja adquieren y utilizan este nutriente crítico podría sugerir nuevos enfoques para aumentar la producción de alimentos sin depender de los costosos fertilizantes.»
