Les sequeres llargues i extremes posen en perill la capacitat de pastures i matollars per a emmagatzemar carboni, amb el Mediterrani entre les regions més vulnerables

Els matollars i les pastures cobreixen prop de la meitat del planeta i acumulen més del 30% de les reserves mundials de carboni. Avui es publica un estudi a Science que alerta que les sequeres extremes i prolongades provoquen pèrdues molt més greus de productivitat vegetal —la creació de nova matèria orgànica a través de la fotosíntesi— en aquests ecosistemes, en comparació amb un sol any de sequera intensa o diversos anys de sequeres moderades. L'estudi ha analitzat dades experimentals de 74 ecosistemes de pastures i matollars de sis continents i revela que no totes les regions del planeta patiran de la mateixa manera els efectes de les sequeres extremes. Els resultats mostren que les zones àrides i semiàrides, com el Mediterrani, el sud-oest dels Estats Units, Àfrica austral i Àsia central, són les més vulnerables. El treball ha estat liderat per Timothy Ohlert i Melinda D. Smith, investigadors de la Universitat Estatal de Colorado, i compta amb la participació de 120 institucions internacionals, entre elles, el CREAF, l’Instituto de Investigación en Cambio Global de la Universidad Rey Juan Carlos (IICG-URJC), el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) i l'Institut Pirinenc d'Ecologia (IPE-CSIC), entre altres entitats espanyoles.

En concret, els resultats demostren que després de quatre anys de sequera extrema, es duplica la pèrdua mitjana de productivitat vegetal, en comparació amb les sequeres d'intensitat moderada. Això posaria en risc la capacitat de matollars i pastures d’absorbir diòxid de carboni de l'atmosfera i d’emmagatzemar-lo en la seva biomassa (fulles, branques i tiges) i al sòl a escala global. A més, podrien veure's compromeses activitats essencials com la ramaderia, ja que els animals depenen de pastures per a alimentar-se; i l'agricultura, perquè, entre altres coses, matollars i pastures actuen com a barreres naturals contra l'erosió i són reservoris de biodiversitat, per exemple, hi alberguen pol·linitzadors i microorganismes beneficiosos per als cultius.

Segons l'equip, les sequeres més nocives són aquelles que comporten una escassetat de pluja durant diversos anys i que tenen una intensitat extrema; “històricament rares, ocorrien una vegada cada cent anys, però, amb el canvi climàtic, s'estima que podrien arribar a produir-se amb més freqüència i durar més”, destaca Josep Peñuelas, investigador del CSIC al CREAF i coautor de l'estudi.

L'estudi revela que els impactes més severs de les sequeres extremes es concentren a les regions àrides i semiàrides, com les de la regió Mediterrània, on la manca d'aigua pot provocar alteracions profundes en la dinàmica de les espècies. En aquests ecosistemes, les sequeres prolongades poden interrompre l'emergència de noves plantes o reduir dràsticament la seva fecunditat, cosa que posa en risc la supervivència de les espècies més sensibles. A això s’hi afegeix una major variabilitat en el cicle de les pluges i una una elevada radiació solar, factors que augmenten les temperatures i fan que s’evapori més aigua.

Per contra, les pastures i matollars més humits, com els del nord d'Europa o el centre-nord dels Estats Units, resisteixen millor les sequeres moderades gràcies a la seva major diversitat i disponibilitat d'aigua, entre altres factors. No obstant això, els investigadors adverteixen que, quan les sequeres extremes es repeteixen durant diversos anys consecutius, fins i tot aquests ecosistemes perden la seva capacitat de recuperació i podrien veure disminuir la seva productivitat fins a un 160% més que en condicions moderades, un risc cada vegada més probable en l’actual escenari de canvi climàtic.

La recerca s'emmarca en l’International Drought Experiment (IDE), la xarxa experimental global més gran dedicada a estudiar els efectes de la sequera amb més de 170 investigadores i investigadors. El disseny de l'experiment és únic perquè s'ha replicat d'una manera similar als 74 punts d'estudi, que abasten característiques climàtiques, de sòl i d'espècies diferents. Per a dur-lo a terme, els equips han construït estructures de manipulació de pluja que redueixen cada esdeveniment de precipitació en una quantitat determinada. Això demostra com de generalitzats i globalment significatius poden ser els impactes de les sequeres extremes.

En el cas del CREAF, les parcel·les experimentals que ha estudiat se situen al Garraf (Catalunya), continuen actives i es troben entre les més antigues del món: “Des de finals dels anys noranta duem a terme experiments sobre l’impacte de la sequera en pastures i matollars. Això ens proporciona dades molt valuoses i fiables, que hem pogut aportar a aquesta recerca”, explica Romà Ogaya, investigador del CREAF, coautor de l'estudi i coordinador dels experiments de camp al Garraf. Mentrestant, des de l’IICG-URJC s'acumulen ja 10 anys de mostrejos en matollars i pastures anuals del sud-est de la Comunitat de Madrid, en la instal·lació experimental posada en marxa en la finca  El Espartal (Ciempozuelos): “Tot i que el treball publicat ara se centra en intervals de quatre anys, l'estudi mostra la importància del manteniment d'estudis experimentals a llarg termini” assenyala Ana M. Sánchez, investigadora de l’IICG-URJC.

Per la seva banda, l’IPE-CSIC ha estat responsable de recopilar les dades obtingudes en pastures subalpines del Pirineu aragonès. Allà es van establir sis parcel·les de seguiment, tres d'elles amb un tractament de sequera i tres on es va fer un seguiment durant cinc anys de la productivitat vegetal, a més d'altres variables climàtiques i edàfiques complementàries. La productivitat vegetal de la zona d'estudi es va veure menys afectada després de l'experiment de sequera en comparació amb zones més àrides o que havien patit sequeres més extremes o prolongades. “Això posa de manifest la gran utilitat dels estudis coordinats per a entendre per entendre amb més profunditat els impactes esperats de les sequeres en funció de les condicions específiques de cada regió”, destaca Yolanda Pueyo, científica titular del IPE-CSIC.

“Aquest gran esforç de recerca distribuït a escala mundial és realment un treball en equip i proporciona una plataforma per a quantificar i continuar estudiant com podrien desenvolupar-se els impactes de les sequeres intensificades”, conclou Melinda D. Smith, una de les autores principals i investigadora de la Universitat Estatal de Colorado, als EUA.

L'estudi compta amb la participació de diverses institucions espanyoles, entre elles el CREAF, el CSIC, l'Institut Pirinenc d'Ecologia (IPE-CSIC), l’Instituto de Investigación en Cambio Global de la Universidad Rey Juan Carlos (IICG-URJC), la Universidad de Cádiz, la Universitat d'Alacant i la Universidad Complutense de Madrid, juntament amb nombrosos centres internacionals.

Article de referència: Ohlert, T., Smith, M. D., Collins, S. L., Knapp, A. K., Dukes, J. S., Sala, O. E., Wilkins, K. D., Munson, S. M., Anderson, M. I., Avolio, M. L., Chen, A., Hayden, M. T., Holdrege, M. C., Slette, I. J., Wilfahrt, P., Beier, C., Fraser, L. H., Jentsch, A., Loik, M. E., Luo, Y., … Zuo, X. (2025). Drought intensity and duration interact to magnify losses in primary productivity. Science. DOI: 10.1126/science.ads8144