A pesar de las ardientes temperaturas y la tierra arenosa en el Valle Imperial, los agricultores han creado una comarca agrícola poderosa y la clave para seguir produciendo aun con sequía y cambio climático podría estar en el sistema de riego.

Una investigación reciente, publicada en la revista científica, Agriculture, Ecosystems & Enviroment  descubrió que el riego por goteo puede reducir dramáticamente las emisiones de gases de efecto de invernadero del suelo. Lo que significaría un avance tremendo en la lucha contra el cambio climático y la mala calidad del aire que aflige a esa región.

El estudio se efectuó en el Centro de Extensión e Investigación Agrícola del Desierto de UCANR, un sitio especializado en cultivos del desierto desde hace más de 100 años y en donde han surgido prácticas agrícolas innovadoras como el riego por aspersión y por goteo que son importantes conforme el clima en el Sur de California se torna más caliente y seco.

De ahí que no es sorprendente que bajo el ardiente sol del Valle Imperial, el riego por goteo del subsuelo sea más eficiente que el riego de flujo por surcos, una técnica en la que más del 50 por ciento del agua se desperdicia por evaporación. “Ya hemos creado historia de analizar el riego por goteo en este sitio, así que nuestro estudio trataba de darle continuidad”, dijo Holly Andrews autora del estudio.

Los investigadores encontraron que en comparación con el riego por surcos, el riego por goteo en la alfalfa redujo las emisiones de dióxido de carbono en 59 por ciento, de óxido nitroso en 38 por ciento y de óxido nítrico en un 20 por ciento.  

El óxido nitroso es un gas de efecto de invernadero con potencial de calentamiento 300 veces mayor que el dióxido de carbono y el óxido nítrico es precursor del ozono y un factor importante en la contaminación del aire.

“Fue muy emocionante ver que el rendimiento de cultivos por lo menos se mantuvo y en algunos casos se incrementó, pero el uso de agua y las emisiones de gases se redujeron especialmente con el riego por goteo”, indica Andrews, becaria de postdoctorado de la Fundación Nacional de Ciencias de la Universidad de Arizona.Es importante, toda vez que la agricultura se ha asociado a la emisión de gases de efecto invernadero, como dióxido de carbono y el óxido nitroso, y por tanto, los cambios en la prácticas agrícolas podrían ayudar a prevenir las emisiones de gases, evitar mayor calentamiento y mejorar la calidad el aire.

El estudio encontró que aun cuando, el riego por goteo redujó solo en 1 por ciento la demanda de agua en la alfalfa; esa reducción resultó bastante substanciosa, hasta en 49 por ciento, en el riego del pasto Sudán, un tipo de forraje que requieren mayor cantidad de fertilizante, además, el riego por goteo también redujo las emisiones de oxido nitroso en el suelo en 9 por ciento y de oxido nítrico en 49 por ciento, por  lo que la conclusión es que el riego por goteo ayuda a que los fertilizantes sean más eficientes.

El control del agua puede ayudar a mitigar el cambio climático

La investigación en alfalfa ypasto Sudan, que son dos cultivos de forrajes con requerimientos de fertilizante muy diferentes,  fue una elección estratégica de los expertos, toda vez que se trata de cultivos de vasta producción en el Valle Imperial y que ocupan el primero y tercer lugar en producción por acre en esa región, mientras que el pasto Bermuda, otro forraje, ocupa el segundo lugar.

De manera que la adopción del riego por goteo en esa región podría producir beneficios significativos para la salud y en la calidad de vida de los residentes. “La idea de que ahorrando agua se puede incrementar el rendimiento y reducir las emisiones de gases que afectan la calidad de aire y la temperatura del planeta es muy alentadora”, manifestó Pete Homyak, profesor asistente en ciencias del medio ambiente en UC Riverside, quien participó en el estudio. “Algo especialmente cierto en el Valle Imperial, una región árida donde el agua es un recurso limitado y la mala calidad del aire afecta a los residentes”.

El experto subraya que estos descubrimientos deberían animar a los agricultores a cambiar el sistema de riego de flujo en los surcos por el riego por goteo, y para contar con esa infraestructura habría que promover incentivos federales y del estado que ayuden a sufragar el alto costo de la instalación.

"Realmente vale la pena si se piensa en la sostenibilidad y el activismo ambiental y en cómo la agricultura puede realmente ayudar a mitigar el cambio climático", explicó Andrews. "Estas prácticas podrían ser la manera de iniciar el cambio, poniendo en marcha una agricultura que sea más sostenible y adaptando el riego a las condiciones climáticas locales".

En los años que lleva administrando los bosques de California, Rob York ha ideado varias formas rápidas y fáciles de medir si un bosque está preparado para hacer frente a un incendio forestal.

“La primera pregunta que me gusta hacer es, ‘¿puedes correr por en medio del bosque?'”, indica York.

York, especialista asistente de extensión cooperativa y profesor asociado adjunto en silvicultura de UC Berkeley, hace la pregunta parada ante una arboleda de pinos durante un recorrido por la Estación de Investigación Forestal Blodgett, un bosque experimental de 4 mil acres ubicados al norte de Sierra Nevada. Aunque la supresión de incendios ha permitido que muchos de los bosques de California crezcan gruesos y densos, esta área del bosque es una por la que podrías realmente correr: el área está punteada por árboles grandes espaciados varios metros unos de otros y separados por una suave alfombra de agujas de pino.

“La idea es que si no hay mucha acumulación de combustible en la superficie — palos y troncos — deberías poder correr a través de él”, agrega York. “Mirando a través del bosque, habría que brincar sobre un tronco, pero, en general, podría trotar por en medio del mismo”.

Durante más de 50 años, York y otros investigadores forestales de Berkeley han utilizado el   Blodgett como un laboratorio viviente para estudiar cómo los diferentes tratamientos para el manejo de tierras — incluyendo la quema prescrita, el aclareo restaurativo y la tala de madera — pueden reducir el riesgo de incendios forestales severos y mejorar la resiliencia de un bosque a los impactos del cambio climático. Además de la investigación, Blodgett regularmente lleva a cabo talleres para propiearios para demostrar diferentes técnicas de manejo de tierras.

Después de otro año de incendios forestales rompe récords en California, el trabajo en Blodgett es más necesario que nunca y las agencias estatales y federales se hayan motivadas para promulgar prácticas más efectivas para el manejo de bosques. En el 2020, el estado y el Servicio Nacional de Bosques de Estados Unidos se comprometieron de manera conjuntaa administrar un millón de acres de bosques en California al año, y en el último mes la administración de Biden prometió miles de millones de dólares en nuevos fondos federales para reducir el riesgo de incendios forestales en el estado.

“[Blodgett] fue realmente diseñado para eventualmente hacer demostraciones sobre alternativas para la gestión de tierras y ofrecer un vistazo sobre cómo podrían lucir a gran escala”, manifestó York.

Experimentando con fuego

El bosque Blodgett es “un buen representante de millones de acres de una mezcla de coníferas de la Sierra”, dijo Ariel Roughton, administrador de las estaciones de investigación en los bosques de Berkeley. Después de que la mayoría de sus árboles fueron talados a principios del siglo XX, el bosque fue donado a Berkeley en la década de los 30 con la intención de que fuera usado para estudiar la producción sustentable de madera. Fuera de unas pocas reliquias que sobrevivieron la poda temprana, la mayoría de los árboles han vuelto a crecer y tienen aproximadamente cien años.

El bosque está actualmente dividido en áreas, de las cuales cada una ha recibido diferentes series de tratamientos desde que la gestión activa empezó en las décadas de los 50 y 60. Y aunque en un tiempo la supresión de incendios era la política de Blodgett — al anterior ecologista de incendios Harold Biswell se le prohibió usar la quema prescrita por el temor de que interfiriera con la producción de madera — el fuego es ahora una de las principales herramientas que los investigadores de Blodgett usan para mantener la biodiversidad y reducir el riesgo de incendios forestales intensos.

“En ese entonces, la gente pensaba, ¿‘por qué querrías usar fuego para el manejo de tierras?'. Querían cultivar árboles, querían cultivar madera. La idea de ver algo negro y chamuscado era literalmente fuera de escala”, señaló Scott Stephens, un profesor de ciencia forestal y co director de Berkeley Forests. “Es asombroso que hace pocas décadas atrás, los investigadores no tenían la oportunidad de realizar el trabajo que Rob y Ariel y otros están haciendo aquí ahora”.

En un tramo abierto en el bosque por el que York puede fácilmente trotar se observan las marcas de quemaduras ennegrecidas que se extienden hasta 10 a 15 pies por el tronco de cada árbol. Los europeos creen que antes de la colonización europea, estos bosques experimentaron incendios una vez cada diez años o menos, resultando en estructuras forestales abiertas similares a esta. Aquí, hace dos años, Roughton, York y sus compañeros llevaron a cabo una quema prescrita para remover el exceso de combustible en el piso y reducir el riesgo de un incendio forestal.

“Creo que es importante recordar que la naturaleza no ha tomado su curso sin mucha intervención humana desde la última glaciación, porque aquí existía una quema indígena fuerte”, manifestó John Battles, profesor de ecología forestal de Berkeley. “Siempre ha habido una intensa gestión humana de uno u otro tipo”.

De acuerdo con los investigadores, se tomó de 15 a 20 años activar el manejo, seguido de un mantenimiento regular, para llevar la zona forestal a este estado. A lo largo de los años, han trabajado para lograr la estructura abierta del bosque talando algunos de los árboles más grandes para madera, pero dejando los más grandes. También han usado una máquina llamada masticator para triturar los árboles pequeños y han llevado a cabo quemas prescritas regulares.

Aunque existen estrategias de gestión forestal que pueden ser efectivas en una escala de tiempo pequeña, usualmente toma por lo menos varios tratamientos separados durante el curso de unos años para restaurar exitosamente un bosque y reducir los riesgos a sufrir un incendio forestal, explica York.

Obtener la estructura forestal que queremos puede representar un reto”, mencionó York.  “Toma mucho tiempo y mucha inversión”.

El cambio climático está también reduciendo las ventanas anuales de tiempo cuando se tienen las mejores condiciones para la quema prescrita limitando cuándo y con qué frecuencia la silvicultura puede llevar a cabo quema de manera segura. Las condiciones calientes y secas usualmente hacen que la quema prescrita sea riesgosa durante el verano, mientras que la lluvia y nieve en el invierno dejan el bosque húmedo y el fuego no puede arder. Sin embargo, la investigación en Blodgett muestra que, con las decisiones de gestión correctas, la quema prescrita durante el invierno puede ser más viable.

“Debido a la cosecha de madera que retira un poco de la cubierta forestal y los tratamientos subsecuentes para remover el combustible de escalera, ahora tenemos más luz que pega en el suelo y se seca más pronto”, indicó Roughton. “Hemos llegado al punto aquí que podemos quemar más fácilmente debido a nuestras pasadas acciones de manejo”.

Amigos del bosque

Mientras que a York le gusta imaginar que corre en medio de los árboles, Battles tiene una evaluación métrica un poco diferente para medir la salud de un bosque.

“Necesitas poder correr entre los árboles” manifestó Battles. “Pero también quiero ver a todos mis seis amigos mientras corro”.

Los amigos de Battles son las seis especies de árboles que pueblan el bosque con una mezcla de coníferas de la Sierra: roble, pino ponderoso, pino piñonero, abeto blanco y Douglas y el cedro de incienso. La supresión de incendios — las estructuras forestales densas y sobre crecidas que pueden resultar — con frecuencia favorecen la sobrevivencia de algunas de estas especies sobre otras, resultando en bosques que son dominados por solo una o dos especies. Esta falta de biodiversidad puede hacer que el bosque, en su totalidad, sea menos resiliente a estresores como los escarabajos de la corteza o patógenos de los árboles, los cuales con frecuencia atacan algunas de estas especies, pero no a otras.

De acuerdo con Battles, la estructura abierta y los incendios frecuentes en este tramo de Blodgett han permitido que los seis de sus amigos prosperen.

“Veo a mi amigo, el pino ponderoso, al cual no ves con tanta frecuencia en el bosque no quemado porque es intolerable a la sombra — necesita luz. Veo al roble, pero también requiere de fuego para tener a muchos de los robles”, indico Battles.  “Veo a todos mis amigos aquí y tu solo los pueden ver cuando has tenido una gestión como esta”.

Durante los pasados veinte años, la investigación ha demostrado que la quema prescrita y aclarado mecánico con herramientas como el masticador pueden también beneficiar la calidad del suelo y disponibilidad de agua, a la vez que no tienen impactos significativos en los ecosistemas forestales. Mientras que la quema o la remoción de plantas y árboles puede liberar dióxido de carbono a la atmósfera, lo cual acelera el impacto del cambio climático,  reducir el riesgo de incendios forestales severos puede ayudar a mantener el bosque completo para el almacenamiento de carbono a largo plazo.

Sin embargo, aplicar estas técnicas en los 33 millones de acres de bosques de California continúa siendo una tarea monumental. La quema prescrita requiere de bastante experiencia y también está limitada por las condiciones del clima y regulaciones sobre la calidad del aire. Mientras tanto, el aclareo mecánico de árboles puede ser costoso y a diferencia de la cosecha de madera, no genera ningún tipo de ingreso para los propietarios de tierras — sin embargo,  los investigadores de Berkeley sugieren que crear un mercado para árboles pequeños y otros biomas de madera puede ayudar a reducir el costo al mismo tiempo que limita las emisiones de carbono.

“Los incendios solían ser muy comunes en este sistema y no son diferente a la mayoría de los otros bosques en California. Pero, cuando los alejas por tanto tiempo, empiezas esta transformación”, expresó Stephens. “Por ello es por lo que debemos reunir a las entidades públicas y privadas para llegar a un compromiso y crear una filosofía para poder avanzar en este tema. Blodgett tiene cuatro mil acres — eso es interesante, pero en realidad no aborda las necesidades del estado. También esperamos que nuestro trabajo le muestre a la gente de lo que es posible y luego les permita continuarlo”.

Un estudio encontró que los bosques resilientes tienen muchos menos árboles.

¿Qué aspecto tiene un bosque "resiliente" en la Sierra Nevada de California? Este tiene muchos menos árboles en comparación a los que estamos acostumbrados, indica un estudio ejecutado por la la Universidad de California, Davis sobre los bosque en donde se han registrados incendios con frecuencia.

Hace más de un siglo, los árboles en la Sierra Nevada casi no competían, con otros árboles, por los recursos naturales. La densidad de árboles que había a finales de los años 1800s asombraría a los californianos de hoy. Pero debido a la eliminación de los incendios, en la actualidad, los árboles tienen que convivir con seis o siete veces más árboles que sus antepasados, compitiendo por menos agua en medio de condiciones más secas y calurosas.

El estudio, publicado en el diario Forest Ecology and Management (Ecología y control forestal), sugiere que los rodales (comunidad de árboles) de baja densidad que eliminan ampliamente la competencia entre árboles son fundamentales para generar bosques resilientes a los múltiples estresores causados por un incendio forestal, sequías, escarabajos de la corteza y el cambio climático.

Este enfoque supondría un cambio significativo respecto a las estrategias de control actuales, las cuales usan la competencia entre árboles para dirigir el desarrollo del bosque.

Definiendo qué es ‘resiliencia ' o resistencia

Pero la pregunta básica es: “simplemente ¿qué significa “resiliente”? Un término, que aparece cada vez más en los planes de control, que es vago y difícil de cuantificar. Los autores desarrollaron esta definición de trabajo: “La resistencia es una medida sobre la adaptabilidad de los bosques a una serie de tensiones y refleja la integridad funcional del ecosistema”.

También descubrieron que una herramienta forestal común — el Índice de Densidad del Rodal (Stand Density Index), o SDI, por sus siglas en inglés — es efectivo para evaluar la resiliencia forestal.

 “Los bosques resilientes responden a una serie de factores de estrés, no sólo a uno”, explica el autor Malcolm North, profesor afiliado de ecología forestal en el Departamento de Ciencias de las plantas de UC Davis e investigador ecólogo del Servicio Forestal de EUA, de la Estación de Investigación del Pacífico Suroeste. “‘La resiliencia consiste en sobrevivir a un estrés concreto como el fuego — pero en estos bosques están ocurriendo muchas cosas sobre todo con la presión del cambio climático”.

Naturaleza competitiva

La manera de hacer que los bosques de la Sierra se adapten a los incendios, requiere de una reducción drástica de la densidad — hasta en un 80 por ciento de los árboles, en algunos casos.

 “Los tratamientos para restaurar la resiliencia en los bosques de hoy deberán ser mucho más intensos que el enfoque actual para reducir combustibles”, indicó Scott Stephens, de UC Berkeley y coautor del estudio.

El estudio comparó bases de datos de alta escala históricos y contemporáneos y las condiciones forestales en el sur y centro de la Sierra Nevada, desde el bosque Sequoia Nacional hasta el Bosque Nacional Stanislaus. Descubrió que entre 1911 y el 2011, la densidad de árboles se incrementó entre seis y siete veces, mientras que el tamaño promedio de los árboles se redujo a la mitad.

Hace un siglo, tanto la densidad de los rodales y la competencia eran bajas. Más de tres cuartos de los rodales forestales tenían poca o cero competencia que frenara el crecimiento de los árboles y redujera su vigor. En cambio, se considera que casi todos -entre el 82% y el 95%- de los bosques modernos con incendios frecuentes están en "plena competencia”.

El estudio indica que los bosques con densidades de árboles muy bajas pueden ser más resistentes a las amenazas de los incendios, la sequía y otros factores de estrés climático, manteniendo al mismo tiempo la calidad del agua, el hábitat de la fauna y otros beneficios naturales. Los bosques quemados por incendios de alta gravedad o que se secan debido a la sequía pierden tales servicios del ecosistema.

Una llamada de atención

Los autores sostienen que la sequía del 2012 al 2016, en la que murieron casi 150 millones de árboles debido a la infestación del escarabajo de la corteza provocada por la sequía, sirvió como llamada de atención para la comunidad forestal de que se necesitarían enfoques diferentes para ayudar a los bosques a enfrentar las múltiples amenazas y no solo los graves incendios forestales.

Es un cambio en el control forestal que elimina la competencia para permitir que los pocos árboles que queden puedan crecer más resilientes.

“La gente se ha acostumbrado a los bosques de alta densidad en los que vivimos”, dijo North. La mayoría de las personas se sorprenderían al ver el aspecto que tenían esos bosques cuando los incendios frecuentes los mantenían en una baja densidad. Pero si se eliminan los árboles más pequeños y se dejan los árboles capaces de superar el fuego y la sequía, dejará un bosque bastante impresionante. Esto significa crear condiciones muy abiertas con poca competencia entre los árboles. Hay mucha información histórica que respalda esto”.

“Nosotros pensamos que es posible generar bosques resilientes, pero eso requiere de una reducción drástica de la densidad de árboles hasta que haya poca o nada de competencia”, señaló Brandon Collins de UC Berkeley, otro coautor del estudio. “Hacer esto permitirá que los bosques se adapten a futuros climas”.

Entre los coautores también se encuentran Ryan Tompkins de Extensión Cooperativa de UC y Alexis Bernal y Robert York de UC Berkeley.

El estudio fue financiado por el National Park Service Pacific West Region (Servicio de Parques Nacionales de la Región Oeste), U.S. Forest Service Pacific Southwest Research Station (Estación de Investigación del Servicio Forestal de EUA del Suroeste del Pacifico), U.S. Joint Fire Sciences Program (Programa Conjunto de Ciencias del Fuego de EUA)y la División de Agricultura y Recursos Naturales de UC.