Construyen la primera base de datos sobre la transpiración de las plantas

Entre la mayoría de las plantas terrestres la transpiración representa una pérdida inevitable de agua a la atmósfera. La transpiración es un proceso clave que acopla el intercambio tierra-atmósfera de agua, carbono y energía, determinando varias reacciones entre la vegetación y la atmósfera, como el enfriamiento por evaporación de la tierra o el reciclaje de la humedad.
A pesar de su relevancia para el funcionamiento de la Tierra, la transpiración y su dinámica espacio-temporal están limitadas por las observaciones disponibles y no están bien representadas en los modelos. Por esto, un equipo de investigadores de 166 organizaciones de todo el mundo desarrolló Sapfluxnet, una herramienta que mide el flujo de savia para 2.714 plantas –en su mayoría árboles– de 174 especies. La base de datos presenta una amplia cobertura bioclimática con biomas de bosques-matorrales y bosques templados.
"La regulación de la transpiración en respuesta a la disponibilidad fluctuante de agua o la demanda evaporativa, es un componente clave del funcionamiento de la planta y uno de los principales determinantes de la respuesta de una planta a la sequía", señaló Pablo Peri, coordinador del Programa Nacional Forestales del INTA, y agregó: "Desde el INTA brindamos información de los bosques de Nothofagus de la Patagonia, basados en mediciones realizadas en el marco de la red de Parcelas de Ecología y Biodiversidad de ambientes naturales en la Patagonia Austral –PEBANPA–".
Sapfluxnet es la primera base de datos global de mediciones de flujo de savia construida a partir de conjuntos de datos individuales aportados por la comunidad de especialistas. Fue estructurada para contener series de tiempo de flujo de savia, así como datos de los principales impulsores hidrometeorológicos de la transpiración junto a metadatos que documentan diferentes aspectos de la planta.
Para su desarrollo, los investigadores armonizaron y controlaron la calidad de los conjuntos de datos aportados desde distintas latitudes, entre ellas la Argentina, en un flujo de trabajo de datos semiautomático implementado en el lenguaje de programación R.
"Se necesita una mejor comprensión de la transpiración y su regulación a lo largo de gradientes ambientales y entre especies para predecir las trayectorias futuras de los flujos de evaporación de la tierra y el funcionamiento de la vegetación en condiciones de mayor sequía impulsadas por el cambio global", indicó Peri quien es investigador de la Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz del INTA y de la Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA) – CONICET.

Constitución de la base de datos

Con 202 conjuntos de datos distribuidos globalmente con series de tiempo de flujo de savia para 2.714 plantas –en su mayoría árboles– de 174 especies, la base de datos presenta una amplia cobertura bioclimática con biomas de bosques-matorrales y bosques templados que representan el 80% de los conjuntos de datos. De esta manera, se cubre una amplia variedad de características estructurales y tamaños de plantas.
Cabe destacar que los conjuntos de datos abarcan el período comprendido entre 1995 y 2018, y el 50% de estos tienen –al menos– 3 años de duración.
Sapfluxnet se suma a los conjuntos de datos de rasgos de plantas existentes, las redes de flujo de ecosistemas y los productos de detección remota para ayudar a aumentar la comprensión del uso del agua de las plantas, las respuestas de las plantas a la sequía y los procesos ecohidrológicos.

Funcionalidad y potenciales aplicaciones

La armonización de todos los conjuntos de datos permite realizar procedimientos básicos semiautomatizados, garantizando calidad. También se creó un paquete de software que brinda acceso a la base de datos, permitiendo una fácil visualización de los conjuntos de datos así como realizar agregaciones temporales básicas.
Existen múltiples aplicaciones potenciales de la base de datos para evaluar las tasas de uso de agua de toda la planta y su sensibilidad ambiental, tanto entre especies como a nivel intraespecífico.
Además, permite entender los roles de la demanda evaporativa y el contenido de agua del suelo, así como el control de la transpiración a nivel de la planta, complementando estudios recientes que analizan cómo el suministro y la demanda de agua afectan la evapotranspiración a nivel del ecosistema.
Si se combinan con las mediciones del potencial hídrico, los datos del flujo de savia también se pueden utilizar para estimar la conductancia hídrica de toda la planta y estudiar su respuesta a la sequía, así como la recuperación del estado hídrico de la planta después de la sequía.
"El intercambio de datos ha sido un componente clave del éxito de la red Fluxnet de flujos de ecosistema. Inclusive, muchas bases de datos en ecología de plantas y ecosistemas ahora ofrecen datos abiertos, por lo que Sapfluxnet se alinea completamente con esta filosofía", destacó Peri.
"Esperamos que esta infraestructura de datos inicial promueva el intercambio de datos entre la comunidad científica y permita un crecimiento continuo", indicó.
Esta base de datos proporciona la primera perspectiva global del uso del agua por plantas individuales en múltiples escalas de tiempo, con aplicaciones importantes en distintos campos que van desde la ecofisiología de las plantas hasta la ciencia de la Tierra.