Impacto creciente, impulsado por la actividad humana, de extremos compuestos de sequía y calor en el suelo sobre la productividad de la vegetación

Por qué importan los suelos más secos y calientes en la vida cotidiana

Cuando pensamos en olas de calor y sequías, normalmente imaginamos temperaturas del aire abrasadoras y embalses vacíos. Este estudio cambia la perspectiva y mira bajo tierra, planteando una pregunta simple pero crucial: ¿qué ocurre cuando el propio suelo se vuelve al mismo tiempo muy caliente y muy seco? Al examinar las condiciones en toda China, los investigadores muestran que estos extremos compuestos de sequía y calor en el suelo se están extendiendo y afectan a las plantas con más intensidad que las olas de calor o las sequías tradicionales medidas solo en el aire. Sus hallazgos son relevantes para la producción de alimentos, la salud de los bosques, el almacenamiento de carbono y, en última instancia, para nuestra capacidad de mitigar el cambio climático.

Estrés oculto bajo nuestros pies

Las plantas viven con sus raíces en un mundo que la mayoría de nosotros rara vez considera. La temperatura y la humedad del suelo controlan conjuntamente la facilidad con la que las raíces pueden absorber agua y nutrientes, la actividad de los microbios del suelo y la rapidez con la que las plantas pueden crecer. Los autores definen los “extremos compuestos de sequía y calor basados en el suelo” como los días en que los primeros 10 centímetros del suelo están a la vez inusualmente calientes e inusualmente secos para esa época del año. Utilizando registros de temperatura del suelo cuidadosamente corregidos y un conjunto de datos de humedad del suelo informado por satélite para China, cartografían dónde y cuándo golpean estos extremos subterráneos durante la temporada cálida de crecimiento, de mayo a septiembre.

Las plantas sufren más por los extremos en el suelo que por los del aire

Para ver cómo responden las plantas, el equipo utilizó tres medidas independientes de la productividad vegetal: la producción primaria bruta (el carbono que las plantas capturan mediante la fotosíntesis), la fluorescencia inducida por la radiación solar (una señal luminosa débil vinculada a la fotosíntesis) y la producción primaria neta (el crecimiento vegetal tras descontar la respiración). En la mayor parte de las áreas vegetadas de China, las tres medidas disminuyen de forma notable durante los extremos compuestos de sequía y calor en el suelo. Las pérdidas son especialmente fuertes en las regiones del norte y del suroeste. En algunas zonas frías y húmedas del noreste, suelos más cálidos pueden beneficiar brevemente a las plantas, pero son excepciones. Cuando los autores compararon estos extremos subterráneos con eventos más familiares “meteorológicos” definidos por aire caliente y atmósfera seca, encontraron que los eventos basados en el aire provocaban descensos mucho menores en la productividad vegetal. En otras palabras, las raíces sufren el impacto de la combinación de calor y sequedad más que las hojas.

Más frecuentes y más generalizados: choques en el suelo

Entre 1980 y 2017, los días con extremos compuestos de sequía y calor en el suelo se volvieron más comunes y afectaron a áreas más extensas en China. De media, cada ubicación ganó alrededor de tres días extremos adicionales por temporada cálida, y el área total afectada cada año se expandió de forma notable, particularmente en el norte de China y en partes de la meseta tibetana. El estudio vincula este aumento a dos conductores físicos principales: patrones atmosféricos amplios y un vínculo más fuerte bidireccional entre la humedad y la temperatura del suelo. Los sistemas persistentes de alta presión favorecen cielos despejados y una radiación solar intensa, lo que calienta los suelos y los seca. Una vez que el suelo está seco, se calienta aún más rápido porque hay menos enfriamiento por evaporación, intensificando así el calor en la superficie. Esta retroalimentación es especialmente fuerte en regiones que están pasando de condiciones relativamente húmedas a más áridas.

Huellas humanas en el calentamiento del suelo

Para separar la influencia humana de las variaciones climáticas naturales, los investigadores combinaron observaciones con experimentos de modelos climáticos. Estos modelos simulan cómo habrían cambiado la temperatura y la humedad del suelo bajo impulsores naturales únicamente (como volcanes y variaciones solares) frente al efecto combinado de factores naturales y gases de efecto invernadero y aerosoles de origen humano. Los resultados son claros: el patrón y la intensidad del calentamiento del suelo en China coinciden estrechamente con las simulaciones que incluyen la influencia humana, y no con las que consideran solo factores naturales. Al ajustar los datos observacionales para eliminar la contribución modelada de origen humano, el equipo estimó que la variabilidad climática natural aumentó la frecuencia de los extremos basados en el suelo solo modestamente. En contraste, el calentamiento del suelo de origen antropogénico añadió aproximadamente cinco días extremos adicionales por temporada y amplió mucho la superficie afectada, mientras que los cambios en la humedad del suelo compensaron en parte este aumento en algunas regiones.

Qué depara el futuro para cultivos y bosques

Mirando al futuro, los autores utilizaron un gran conjunto de proyecciones climáticas para estimar con qué frecuencia podrían ocurrir estos extremos compuestos de sequía y calor en el suelo bajo diferentes trayectorias de emisiones de gases de efecto invernadero. Incluso bajo una vía de bajas emisiones en la que el calentamiento se estabiliza eventualmente, dichos extremos se vuelven más frecuentes hacia mediados de siglo antes de disminuir ligeramente. Bajo una vía media, continúan aumentando y luego se estabilizan a finales de siglo. En un futuro de altas emisiones impulsado por combustibles fósiles, crecen de manera constante y pronunciada, con China experimentando de media alrededor de 13 días extremos adicionales por temporada cálida hacia 2071–2100 en comparación con 1981–2010. Los cultivos, los bosques y los matorrales del centro, sur y noreste de China están especialmente expuestos, y la caída asociada en la captura de carbono por la vegetación podría alcanzar unos 0,025 mil millones de toneladas de carbono por año. Eso significa sumideros naturales de carbono más débiles y mayor presión sobre los esfuerzos humanos para equilibrar el balance de carbono.

Qué significa esto para los alimentos y el clima

Para quienes no son especialistas, el mensaje clave es que el riesgo climático no solo se trata de un aire más caliente o menos lluvia: también se trata de cómo se combinan el calor y la sequía bajo tierra, donde interactúan raíces, microbios y nutrientes. Este estudio muestra que el calentamiento del suelo de origen humano ya está haciendo que estos duros episodios de sequía y calor en el suelo sean más comunes y más dañinos para el crecimiento de las plantas en China, y que unas emisiones altas continuadas erosionarían aún más la capacidad del terreno para sustentar cultivos, bosques y almacenamiento de carbono. Al destacar el papel crucial de los suelos en la conexión entre los extremos meteorológicos y la seguridad alimentaria y climática, el trabajo subraya que reducir las emisiones de gases de efecto invernadero puede proteger no solo el aire que nos rodea sino también el mundo que sostiene la vida bajo nuestros pies.

Cita: Liang, Y., Wang, J., Hao, Z. et al. Anthropogenically-driven escalating impact of soil-based compound dry-hot extremes on vegetation productivity. Nat Commun 17, 2303 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68878-3

Palabras clave: humedad del suelo, extremos climáticos, productividad de la vegetación, sequía y calor, ciclo del carbono