Evaluación del impacto de la sequía en el ciclo del agua en los árboles urbanos mediante el monitoreo isotópico in situ del agua del xilema de las plantas

Los árboles urbanos son una parte integral de las ciudades sostenibles. Regulan el microclima local y mejoran el ciclo urbano del agua. El aumento de los periodos de sequía puede perjudicar a los árboles urbanos al afectar a su absorción de agua, transpiración y patrones de crecimiento.

En este estudio, utilizamos un enfoque multiproxy para evaluar cómo reaccionan los árboles urbanos no regados a los cambios en el suministro de agua a lo largo de todo el periodo vegetativo de 2022, incluida una grave sequía en Berlín, Alemania. Nuestro trabajo se centró en árboles maduros individuales en un área verde urbana, examinando la media diaria de isótopos in situ en el agua del xilema de las plantas (δxyl) y supervisando al mismo tiempo la dinámica de la vegetación a través del flujo de savia, los incrementos del tallo, el LAILAI es la sigla de "Leaf Area Index", que en español se traduce como "Índice de Área Foliar". Corresponde a un parámetro que mide la cantidad de superficie foliar de una planta o un ecosistema..., así como las aguas subterráneas y la humedad del suelo a diferentes profundidades.

El período de seguimiento se caracterizó por una primavera con precipitaciones medias, seguida de un período extremadamente seco desde julio hasta mediados de agosto, y luego una rehumidificación gradual desde finales de agosto hasta octubre. Al comienzo del período de crecimiento, los cambios en la dinámica ecohidrológica de los arces y abedules investigados fueron elevados, con aumentos en el tamaño del tallo y el LAI, pero también con una disminución de la humedad del suelo. En primavera, las firmas δxyl fueron elevadas en ambos árboles, con un efecto más marcado en el arce, lo que sugiere una dependencia del δxyl de los efectos de almacenamiento específicos de la especie y un inicio claro de la transpiración. Durante el verano, el estrés hídrico fue evidente en los flujos ecohidrológicos de los árboles monitorizados, con una reducción del crecimiento del tallo, el LAI, el potencial hídrico al mediodía y la humedad del suelo. Sin embargo, los índices de flujo de savia se mantuvieron relativamente estables y la transpiración de los árboles se mantuvo.

Observamos un enriquecimiento de δxyl a mediados del verano en ambas especies. Lo más importante es que las firmas de δxyl medidas se encontraban isotópicamente en el rango de las aguas profundas del suelo y las aguas subterráneas, lo que implica que fuentes más profundas mantenían el suministro de agua de los árboles durante la sequía. También detectamos un fraccionamiento de δxyl, posiblemente inducido por estrategias heterogéneas de absorción de agua y procesos bioquímicos en el xilema de los árboles, incluido el transporte de CH4. Nuestros resultados sugieren que los árboles urbanos dependen del suministro de agua profunda y del almacenamiento interno durante la sequía.

Concluimos que los árboles y arbustos urbanos con raíces poco profundas serían más vulnerables a los veranos secos, con una amenaza particular durante las futuras sequías estivales aceleradas, combinadas con una rehumidificación otoñal insuficiente que provocaría el secado de las capas profundas del suelo.

Título Original:

"Assessing the impact of drought on water cycling in urban trees via in-situ isotopic monitoring of plant xylem water"

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