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Una mirada a los “Arbómetros”
y al crecimiento de los anillos

Por Anthony Watts
Fuente: WattsUpWithThat.com
Septiembre 28, 2009

Dado que hubo un gran interés en el reciente descubrimiento de Steve McIntyre de lo que le sucede al "palo de hockey" cuando se usan todos los registros de anillos de árboles [de la Península] de Yamal, en Rusia, en lugar del subconjunto especial de 12 árboles usado, yo creo que es un buen momento para hablar sobre como crecen los anillos de los árboles.

Numerosos lectores hicieron notar acertadamente que los árboles no responde tan sólo a la tempera-tura. Ellos también responden a la disponibilidad de agua, de nutrientes en el suelo, y de la luz solar. Por ejemplo, la única vez que los árboles en la reciente época histórica no produjeron ningún crecimiento de verano ocurrió durante el año 1816, conocido como el Año Sin Verano. (Ver también en Wikipedia)

Muchos consideran al Año Sin Verano como la con-secuencia de una combinación de un histórico míni-mo solar (el Mínimo Dalton) y un evento volcánico en invierno: la poderosa erupción del volcán Tambo-ra en 1815 que tuvo cuatro veces la potencia del famoso Krakatoa, y lanzó a la atmósfera inmensas cantidades de aerosoles y polvo. Obviamente, la luz fue un factor limitante para el crecimiento de los anillos entonces, y además la reducción de la tem-peratura.

Yo he tratado ya la idea del uso de la dendroclimatología como medidor de la lluvia, en Pinos Bristlecone: Arbo-Termómetros o medidores de lluvia? Obviamente hubo años de sequías cuando los árboles no crecieron tanto, de manera que, ¿cómo separamos la temperaturas de las temperaturas en el análisis del crecimiento de los anillos?

Pero ahora quiero presentar a los lectores el “Barril de Leibig”.

A pesar de que no me gusta usar tanto a Wikipedia, esta página no parecer ser controversial y parece ser lo bastante segura.

La Ley del Mínimo de Leibig a menudo llamada la Ley de Leibig o la Ley del Mínimo, es un principio desa-rrollado en la ciencia de la agricultura por Carl Sprengel (1828) más tarde popularizada por Justus von Leibig.

Declara que el crecimiento está controlado con por el total de los recursos disponibles, sino por el recurso más escaso (el factor limitante). Este concepto fue aplicado originalmente al crecimiento de cultivos de plantas donde se encontró qie aumentando la cantidad de nutrientes no aumentaba el crecimiento de la planta. Sólo al incrementar la cantidad del nutriente limitante (el más escaso en relación con la “necesidad”) fue que mejoró el crecimiento de las plantas. Este principio puede ser resumido en el aforismo, “La disponibi-lidad de nutriente más abundante en el suelo es tan disponible como la disponibilidad del menos abundante nutriente en el suelo.”

El Barril de Leibig

El potencial de crecimiento de una planta o árbol es como un barril con duelas [las tablas que forman el barril] de diferente largo. Cada duela podría representar a diferentes factores; luz, agua, nutrientes. La capacidad del barril está limitada por el largo de la duela más corta (en este caso, agua) y sólo puede aumentarse alargando dicha duela. Cuando esa duela es alargada, otra duela de menor longitud se convierte en el factor limitante.

Leibig usó la imagen de un barril –hoy llamado “el Barril de Leibig” para explicar su ley. De la misma manera en que la capacidad de un barril con duelas de largos diferentes está limitada por la longitud de la duela más corta, el crecimiento de una planta está limitado por la provisión del nutriente más escaso.

La ley de Leibig ha sido extendida a las poblaciones biológicas (y es comúnmente usada en modelos de ecosistemas). Por ejemplo, el crecimiento de un organismo como las plantas puede depender de una cantidad de factores diferentes, como la luz solar, o los nutrientes minerales (por ej., nitrato o fosfato) o el pH del suelo. La disponibilidad de éstos puede variar de tal forma que en cualquier momento un factor es más limitante que los otros. La ley de Leibig establece que el crecimiento sólo ocurre a la tasa permitida por el factor más limitante. Por ejemplo, en la ecuación de abajo, el crecimiento de la población O es una función del mínimo de de tres términos Michaelis-Menten que representan limitación por los factores I, N y P.



Está limitado a una situación donde condiciones de estado estable, y la interacción de los factores está estrictamente controlada.

En el libro: “Dinámica Forestal: un modelo ecológico,” 1993, Oxford University Press, por Daniel B. Botkin, la relación entre todos los factores limitantes del crecimiento está modelada de acuerdo con la ley de Leibig. En el Capítulo 3, página 64 el autor habla sobre la Ley de Leibig y cómo opera en la población de bosques. Luego sigue describiendo un modelo de crecimiento boscoso. La página 65 tienen un interesante pasaje donde yo he destacado:

Para referencia de nuestros lectores, JABOWA es su software para modelado, ahora en versión 3 que usted puede leer aquí y descargar como prueba gratis. Fue diseñado para una región específica, el Noreste de os Estados Unidos. A partir de JABOWA se derivó un simulador de crecimiento similar llamado FORET, que ha sido adaptado para modelar diversos bosques en sudeste de los EEUU. Obviamente, modelar diferentes regiones forestales requiere una programación específica del modelo.
El punto que trato de probar es este: Si “la respuesta de crecimiento total de un árbol es el producto de todos los factores ambientales”, y los modeladores de bosques tienen que separar el diámetro de los incrementos en la temperatura y la precipitación, además de crear modelos diferentes para diferentes regiones forestales, cómo es que uno puede adivinar una temperatura precisa después de milenios a partir del análisis del ancho de los anillos de crecimiento de un árbol en una única región.

La Tarea es Enorme

Me parece a mí que la temperatura están muy entrelazada con tantos factores que no puede ser separada con facilidad sin saber por lo menos cómo han cambiado a lo largo del tiempo.
Más adelante en el libro, el autor habla de otros factores limitantes del crecimiento, tales como la humedad del suelo, luz disponible, nutrientes, etc, pero un par de páginas, las 71, y 72 , realmente describen cómo la temperatura (como días/grados) se transforman en estimaciones de crecimiento forestal. Me sorprendí al ver que la fotosíntesis no es lineal con la temperatura, sino parabólica” Yo extracté las páginas acá abajo:




Otra cosa que aprendí fue que para medir con precisión el crecimiento forestal, uno tiene que tener disponi-bles registros de las temperaturas cercanas. Faltando eso, uno puede estimar el perfil del la media de las temperaturas desde Enero a Julio OK, pero ¿cómo se hace para 200, 500, o 10000 años atrás?


No teniendo ninguna información de las temperaturas de la región, existe la posibilidad de hacer experimentos de crecimiento en laboratorio, aunque no recuerdo haber visto nada similar en los estudios de MBH98 y simi-lares.

No hago ninguna afirmación de ser un experto en crecimiento de bosques o dendroclimatología. Estoy sólo presentando aquí información interesante para discusión.

Pero, estoy asombrado de la no-linealidad e interactividad de todos los factores limitantes, y en especial de la respuesta parabólica de la temperatura.

Por consiguiente, en mi opinión, parece ser particularmente difícil estimar el crecimiento del bosque cuando los parámetros son conocidos, y aún así el resultado es incierto.

Imagine tratar de hacer ingeniería inversa con la temperatura a partir del crecimiento de bosques usando anillos de árboles con todos los factores limitantes del crecimiento actuando al mismo tiempo, la densidad de población y la limitación de la sombra, las curvas de respuesta parabólica, y uno se da cuenta de que adivinar la temperatura a partir de árboles a lo largo de milenios es una tarea muy difícil, no lineal, y muy incierta.

Si usted ve un anillo ancho podrá llegar a la segura conclusión de que el árbol tuvo un año bueno. Si se ven anillos estrechos se concluye en que ha sido un año malo. Pero, ¿fue ese año malo sólo el producto de un desfavorable rango de temperatura? ¿O fue debido a una falta de humedad, o falta de luz solar, o ambos? Al no tener registros locales de esos factores, cómo podríamos saber? A mí me parece que la dendroclimato-logía tiene un montón de incertidumbres e imprecisiones.



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