Adiciones de nitrógeno sobre el dosel y en el sotobosque conducen a patrones divergentes de retención espacial-temporal de nitrógeno en un bosque templado

Por qué importa el nitrógeno extra en los bosques

En todo el mundo, las actividades humanas están depositando cada vez más nitrógeno reactivo en los bosques, un nutriente clave en fertilizantes y en la contaminación del aire. Esta lluvia invisible puede estimular el crecimiento de los árboles, pero también puede desestabilizar los suelos, las vías fluviales y la biodiversidad. Para predecir hacia qué futuro nos dirigimos, los científicos necesitan saber algo sencillo pero sorprendentemente complicado: cuando el nitrógeno cae sobre un bosque, ¿dónde acaba realmente? Este estudio aborda esa pregunta comparando el nitrógeno añadido por encima de las copas de los árboles con el nitrógeno rociado directamente sobre el suelo del bosque en un bosque templado de China.

Dos vías por las que el nitrógeno entra en un bosque

La mayoría de los experimentos que imitan la contaminación por nitrógeno simplemente añaden fertilizante al suelo. En la realidad, sin embargo, gran parte del nitrógeno en la lluvia, la nieve y las partículas secas impacta primero el dosel foliar, donde puede ser interceptado, transformado o incluso perdido antes de alcanzar el suelo. Los investigadoress se aprovecharon de un joven bosque secundario de robles en las montañas Qinling, una región que se ha convertido en un punto caliente para la deposición atmosférica de nitrógeno. Usaron drones para rociar pequeñas cantidades de nitrógeno enriquecido con una «etiqueta» isotópica estable por encima del dosel, y pulverizadores de mochila para aplicar el mismo nitrógeno etiquetado por debajo del dosel, en el sotobosque y el suelo. Al rastrear este trazador inocuo durante un año completo, pudieron seguir el recorrido del nitrógeno hacia hojas, madera, raíces y capas del suelo con una precisión inusual.

Rastreando el nitrógeno etiquetado a través del bosque

El equipo aplicó dos formas inorgánicas comunes de nitrógeno, amonio y nitrato, tanto en los tratamientos sobre el dosel como en los del sotobosque. Luego muestrearon follaje, ramas, troncos, plantas del sotobosque, raíces y suelos hasta 40 centímetros en varios momentos a lo largo de 365 días. La etiqueta isotópica les permitió separar el nitrógeno recién añadido del suministro ya existente en el bosque. Justo después de la aplicación, la fertilización en el sotobosque llevó a una mayor proporción del nuevo nitrógeno presente en el ecosistema en su conjunto que la fertilización del dosel, principalmente porque se interceptó o perdió poco antes de alcanzar el suelo. Sin embargo, a lo largo del año, esta brecha se redujo: al día 365, el bosque había retenido alrededor del 82 por ciento del trazador añadido cuando se aplicó en el sotobosque y casi el 70 por ciento cuando se aplicó sobre el dosel, indicando un almacenamiento a largo plazo sustancial en ambos escenarios.

Diferentes lugares de almacenamiento para entradas desde el dosel y desde el suelo

Aunque la retención total resultó similar, el lugar donde se almacenó el nitrógeno difería drásticamente entre los dos métodos. Cuando se añadió por encima del dosel, más trazador se acumuló finalmente en la biomasa arbórea, especialmente en los tallos leñosos, que se convirtieron en el mayor depósito único después de un año. En este caso, los árboles retuvieron casi el doble del nuevo nitrógeno que el suelo, y una mayor fracción también se desplazó hacia capas de suelo más profundas. En contraste, cuando el nitrógeno se aplicó en el suelo del bosque, fue capturado primero de forma intensa por arbustos del sotobosque, herbáceas y la hojarasca superficial, y posteriormente se almacenó crecientemente en los primeros 40 centímetros del suelo. La adición en el sotobosque promovió una alta retención en capas superficiales del suelo en lugar de en la madera de los árboles, reflejando la captación inmediata por raíces y microorganismos cercanos a la superficie y menos filtrado por el dosel.

Cómo la forma química del nitrógeno determina su destino

La forma química del nitrógeno también influyó en cómo se desplazó por el bosque. En general, el ecosistema retuvo cantidades totales similares de amonio y nitrato, pero las plantas mostraron una clara preferencia por el nitrato. Árboles y arbustos incorporaron más nitrato en sus tejidos, particularmente en los tallos de larga duración, mientras que los suelos retuvieron amonio y nitrato en cantidades aproximadamente comparables. Este patrón probablemente surge porque el nitrato es más móvil en el agua del suelo y se transporta más fácilmente dentro de las plantas, mientras que el amonio tiende a adsorberse a las partículas del suelo. Curiosamente, en este sitio relativamente rico en nitrógeno, los microorganismos y la química del suelo pudieron inmovilizar ambas formas eficientemente, ayudando a evitar que gran parte del nitrógeno añadido se perdiera rápidamente.

Qué implica esto para los bosques y el clima

Para un observador no especialista, el mensaje clave del estudio es que la forma en que simulamos la contaminación por nitrógeno en los experimentos puede influir fuertemente en las respuestas que observamos. Añadir nitrógeno solo al suelo sobreestima cuánto termina en los suelos superficiales y subestima el papel del dosel como guardian y depósito a largo plazo en la madera y en suelos más profundos. En este joven bosque templado, el nitrógeno que cae sobre el dosel alimenta lentamente a los árboles y a los suelos profundos, mientras que el nitrógeno que alcanza directamente el sotobosque queda atrapado rápidamente por plantas pequeñas y la capa superior del suelo. Ambas vías pueden almacenar una gran fracción del nitrógeno entrante, pero en lugares distintos y en escalas temporales diferentes. Estos conocimientos deberían ayudar a mejorar los modelos que vinculan la contaminación por nitrógeno con el crecimiento forestal y el almacenamiento de carbono, refinando en última instancia las predicciones sobre cómo responderán los bosques a los cambios continuos en la calidad del aire.

Cita: Yang, Z., Guerrieri, R., Ye, N. et al. Above canopy and understory nitrogen additions lead to divergent spatio-temporal nitrogen retention patterns in a temperate forest. Commun Earth Environ 7, 316 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03313-5

Palabras clave: deposición de nitrógeno, dosel forestal, nutrientes del suelo, trazado con isótopos estables, secuestro de carbono