Más rendimiento, menos especies: cómo los aportes humanos de nutrientes alteran los pastizales

Una de las razones de la amenaza mundial a la biodiversidad es que los seres humanos introducimos más nutrientes en nuestro medio ambiente de los que estarían presentes de forma natural allí, por ejemplo, al fertilizar tierras agrícolas. Además, la precipitación redistribuye el exceso de nutrientes a otras áreas, y los nutrientes también pueden ingresar a nuestros suelos a través de la contaminación del aire.

Los pastizales naturales son un hábitat para muchas especies de plantas diferentes, incluidos pastos, hierbas, flores silvestres y orquídeas, muchas de las cuales pueden verse amenazadas por las actividades y los impactos humanos. Las plantas necesitan tres cosas para crecer: dióxido de carbono (CO₂) del aire, agua y nutrientes del suelo. Estos últimos suelen ser escasos en las praderas seminaturales europeas. Aunque esto limita el crecimiento de las plantas individuales, favorece la posibilidad de que muchas especies diferentes crezcan una al lado de la otra. Sin embargo, cantidades excesivas de nutrientes crean la imagen que es omnipresente en nuestro paisaje actual: exuberantes prados verdes pero sin las coloridas flores de antaño.

Hace tiempo que se sabe que el exceso de nutrientes reduce la biodiversidad, pero hasta ahora no estaba claro el proceso subyacente. Investigadores de iDiv, UFZ y MLU ahora han investigado las causas de este fenómeno en colaboración con un gran equipo internacional. Para hacer esto, registraron la comunidad de especies de plantas en pastizales fertilizados y no fertilizados en experimentos en 59 sitios en seis continentes durante un período de 13 años.

«La composición de las especies de plantas en los pastizales siempre varía ligeramente; eso es bastante normal», dice la Dra. Emma Ladouceur, autora principal del estudio y científica de iDiv y UFZ. “Para algunas especies, las condiciones en un año no son las óptimas, y solo pueden producir unas pocas semillas, o no salen plantas nuevas de ellas. Por otro lado, otras especies cuyas semillas ya estaban en el suelo o fueron transportadas por el viento o los animales pueden germinar. A través de estos procesos, diferentes especies ocupan nuevos espacios en áreas naturales. Cuanto mayor sea la diversidad de especies, mayor será la probabilidad de que las especies adaptadas a las condiciones de vida estén presentes y brinden servicios ecosistémicos de los que dependen los humanos».

Con altos aportes de nutrientes, se pierden más especies y llegan menos especies nuevas

Como era de esperar, este experimento también mostró consistentemente una disminución de especies en las parcelas enriquecidas con nutrientes a lo largo del tiempo. Para poder atribuir las observaciones a cambios en las especies de plantas, los científicos dividieron las comunidades de plantas en tres categorías: especies que estuvieron permanentemente presentes en un sitio durante todo el período de estudio, especies que desaparecieron y aquellas que llegaron recientemente.

Los análisis mostraron que, por un lado, se perdieron más especies en las áreas fertilizadas que en los pastizales no fertilizados durante el período de estudio; por otro lado, llegaron menos especies nuevas durante este tiempo. La composición de especies también cambió en las áreas no fertilizadas. Sin embargo, aquí se equilibraron las pérdidas y las ganancias: el número de especies se mantuvo constante en total.

Además, los investigadores registraron la biomasa aérea producida. Como era de esperar, la biomasa de las plantas cosechadas fue mayor en las parcelas de ensayo fertilizadas que en las no fertilizadas, lo que se observó en el primer año de experimentos. Alrededor del 60% de este aumento se debió a las especies de plantas que estaban permanentemente presentes en un sitio. El 40% restante de la biomasa fue producido por especies recién añadidas, aunque cada año se añadían menos especies nuevas que en las parcelas experimentales no fertilizadas.

Estudio proporciona información valiosa para la conservación práctica de la naturaleza

«Nuestros resultados muestran que cuando hay cantidades anormalmente grandes de nutrientes, unas pocas especies se benefician particularmente», dice Emma Ladouceur. «Muchas otras especies no tan competitivas se quedan en el camino: las perdemos, y las nuevas especies tienen dificultades para establecerse y afianzarse».

«Nuestro estudio hace una contribución significativa para comprender mejor los efectos de los aportes de nutrientes no naturales en nuestra biodiversidad», dice el autor principal, el profesor Stanley Harpole, jefe del Grupo de Investigación de Diversidad Fisiológica en UFZ, iDiv y MLU. Con su estudio ahora publicado en Cartas de ecología, los investigadores también están proporcionando información valiosa para la conservación práctica de la naturaleza. «Para las áreas de conservación de la naturaleza junto a un área agrícola, es importante saber cómo la escorrentía de nutrientes afecta el ecosistema seminatural para que luego se puedan tomar medidas específicas para protegerlo», dice Harpole.

Proporcionado por el Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad