Los bosques tropicales de todo el mundo desempeñan un papel esencial en el ciclo mundial del carbono y albergan a más de la mitad de las especies de todo el mundo. Sin embargo, los aumentos en el uso de la tierra durante las últimas décadas causaron pérdidas sin precedentes de bosques.
Los científicos del Centro Helmholtz de Investigación Ambiental (UFZ) han aplicado un método de la física para describir matemáticamente la fragmentación de los bosques tropicales. En la revista científica Nature, explican cómo esto permite modelar y comprender la fragmentación de los bosques a escala global. Descubrieron que la fragmentación en los tres continentes está cerca de un punto crítico más allá del cual el número de fragmentos aumentará fuertemente. Esto tendrá graves consecuencias para la biodiversidad y el almacenamiento de carbono.
Para analizar los patrones globales de fragmentación forestal, un grupo de investigación liderado por 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 los fragmentos seguían en los tres continentes con 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 África 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», afirma Franziska Taubert, matemática del equipo de Huth y primera autora del estudio. 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 modeladores UFZ encontraron su respuesta en física. «La distribución del tamaño del fragmento sigue una ley de poder con exponentes casi idénticos en los tres continentes», dice el biofísico Andreas Huth. Tales leyes de poder son conocidas por otros fenómenos naturales como incendios forestales, deslizamientos de tierra y terremotos. El avance de su estudio es la capacidad de derivar las leyes de potencia observadas de la teoría de la percolación, que en el contexto del ciclo del agua, dicho término describe cómo se mueve el agua en forma subterránea.
«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», agregó el coautor Thorsten Wiegand de UFZ.
El equipo UFZ comparó los datos de teledetección de las tres regiones 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 Rico Fischer, coautor del estudio. 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», agrega Taubert.
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 promedio disminuirá de 17 hectáreas a 0.25 hectáreas. 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 confiable 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 dependen de parches 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 describió en la primavera del año pasado cómo la fragmentación de áreas de bosques tropicales una vez conectadas podría aumentar las emisiones de carbono en todo el mundo en un tercera parte, ya que muchos árboles mueren y hay menos captura de dióxido de carbono.
