SPlot, el mayor inventario vegetal georreferenciado de la Tierra

Catalogar la naturaleza es connatural al trabajo de un botánico y así ha sido desde que Alexander von Humboldt publicará en su Geographie der Pflanzen, en 1807, la primera cartografía (Naturgemälde) de distribución de la vegetación en las laderas del volcán del Chimborazo. Hoy por hoy esas primitivas pero eficaces bases de datos se han sofisticado y universalizado, se han convertido en un medio imprescindible para conocer el mundo que nos rodea y han permitido ampliar los rangos de estudio de cualquier investigación tanto en el espacio como en el tiempo.

 Alexander von Humboldt publicó en 1807, Geographie der Pflanzen, la primera cartografía (Naturgemälde) de distribución de la vegetación en las laderas del volcán del Chimborazo en Los Andes centrales

Durante el último siglo los botánicos han reunido millones de datos relacionados con miles de especies vegetales, asociadas a todo tipo de variables y con diferente nivel de detalle. La aparición de conceptos como evolución, ecosistema, diversidad, distribución, nos ha llevado a plantearnos y especular sobre novedosas hipótesis ecológicas, que solo mediante la disponibilidad y el enfrentamiento de las bases de datos de especies vegetales es posible confirmar.

En el intento de dar un salto cuantitativo en materia de investigación vegetal y ecológica la comunidad científica ha presentado el Proyecto sPlot, que sin duda será una de las herramientas más valiosas y versátiles para la investigación en el área de ecología vegetal en este siglo XXI.

El Proyecto SPlot

El proyecto sPlot ha permitido la creación de la base de datos de vegetación más completa conocida, que permitirá de forma significativa aumentar nuestro conocimiento sobre el funcionamiento de las comunidades vegetales y ecosistemas en el planeta.

Este proyecto internacional comenzó a diseñarse en el año 2012 desde el Centro Alemán para la Investigación de Biodiversidad Integrativa (iDiv). En el desarrollo de esta plataforma de datos de vegetación mundial han intervenido más de un centenar de investigadores de 97 universidades y centros de investigación de todo el mundo, algunos españoles como el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF) y las universidades de Barcelona, del País Vasco, de Oviedo y Rey Juan Carlos.

Las primeras versiones estables de sPlot y la posibilidad de acceso se remontan al año 2016, pero ha sido en este pasado año 2018, tras cinco años de trabajo, cuando la plataforma ha alcanzado la robustez suficiente para ser utilizada por los investigadores de forma flexible en trabajos de investigación, dando lugar así a las primeras publicaciones.

Ventajas de esta nueva base de datos

Llegados a este punto podemos preguntarnos si es que no existían otras bases de datos vegetales. Evidentemente si existían, pero sPlot ofrece varias particularidades sobre el resto. La primera es que integra a todas las anteriores, un total de 110 plataformas de datos de origen regional, nacional y continental (Global Index of Vegetation-Plot Databases, GIVD) y esta información viene estandarizada y con la posibilidad de ser combinada.

Distribución global de parcelas documentadas en sPlot

Por otra parte y de extraordinaria importancia sPlot organiza sus datos agrupados en parcelas de vegetación, es decir, nos ofrece información del conjunto de especies vegetales que crecen en un mismo lugar (escala local). En este sentido se ha conseguido documentar 1.121.244 parcelas de vegetación distribuidas en 130 países en los siete continentes. Este conjunto de inventarios florísticos por parcela, se han extendido en el tiempo con una datación de hasta 50 años.

Además, esta información aparece fielmente georreferenciada y, completando estos datos sobre comunidades vegetales, también integra las condiciones ambientales (es decir, el clima, el suelo) y el contexto biogeográfico. Y entre este conjunto de características descritas que presenta la base de datos sPlot, debemos de añadir una de gran interés, que consiste en la posibilidad de integrar a cada una de las especies vegetales sus características o rasgos funcionales. Un aspecto que resulta de gran relevancia y vamos explicar porqué.

Características o rasgos funcionales de plantas

Las especies vegetales son elementos centrales en el ciclo de los nutrientes, en el uso del agua y en la capacidad de fijar carbono (procesos ecosistémicos), pero estos procesos dependerán siempre de sus características morfológicas o fisiológicas (resultado de su capacidad adaptativa), así competirán por los recursos o responderán a cambios ambientales. Es por tanto evidente que cada especie termina ejerciendo una acción concreta sobre el conjunto de un ecosistema y sobre los procesos ecosistémicos que tienen un lugar.

Entendemos por rasgos funcionales (características funcionales) aquellos caracteres morfológicos y fisiológicos que determinan la eficacia biológica de las plantas, es decir, su demografía, crecimiento, supervivencia o fecundidad. El tamaño, el espesor y los componentes químicos de sus hojas son algunos ejemplos de estos rasgos. Una planta de hojas grandes no explotará el CO2 atmosférico o reaccionará de igual forma ante una situación de sequía que una planta de hojas pequeña.

Y es que estas características influyen directamente en procesos del ecosistema, a través de la cantidad de biomasa que produce (una planta de gran porte aporta mayor biomasa que una pequeña) o la cantidad de dióxido de carbono que absorbe del aire (las hojas grandes metabolizan una mayor cantidad de CO2 que las pequeñas). Ante una perturbación las plantas responderán según sus características funcionales, de forma que aumentarán su dominancia en la comunidad aquellas especies vegetales cuyas características funcionales sean aptas para garantizar la supervivencia de esa especie. De forma contraria ocurrirá en aquellas especies cuyos rasgos funcionales son menos aptos. Esto supone que la composición de la comunidad en términos de especies se modifica de la misma forma que lo hará la distribución y abundancia de determinados características funcionales.

Medidor del intercambio gaseoso de una planta / cid-inc.com

Decíamos anteriormente que cada especie vegetal tiene un efecto concreto sobre el conjunto del ecosistema, es así que al modificar la composición de especies del ecosistema y de características funcionales concretas ante una perturbación, también lo harán los procesos del ecosistema y los servicios ecosistémicos que nos entrega. Vamos a recordar que los servicios ecosistémicos son aquellos beneficios que un ecosistema aporta a la sociedad y que mejoran la salud, la economía y la calidad de vida de las personas.

Tradicionalmente las características funcionales de plantas se habían estudiado desde la individualidad de especies, pero resulta evidente que las plantas en rara ocasiones viven aisladas. En este sentido sPlot, permite estudiar estos caracteres funcionales en parcelas de vegetación, donde unas especies conviven con otras muy diferentes. Esto se ha conseguido integrando a sPlot la base de datos TRY (global database of plant traits) que es un referente global en materia de caracteres funcionales de plantas vasculares.

Estudiar como varían los caracteres funcionales de plantas (diversidad funcional) en comunidades vegetales y ecosistemas, ha sido útil para abordar muchas preguntas ecológicas importantes a diferentes escalas. Una línea de investigación que se encuentra entre las más fructíferas para comprender patrones y procesos ecológicos. Por otra parte tiene el potencial de establecer modelos predictivos de relaciones locales, regionales y globales entre plantas y ambiente, así como cuantificar un amplio rango de procesos, incluyendo cambios en la biodiversidad, impactos de las especies invasoras, alteraciones en los procesos biogeoquímicos y de las interacciones entre la vegetación y la atmósfera.

¿Qué se ha descubierto ya con sPlot?

El primer estudio que se ha derivado de esta base datos de vegetación global, es un análisis global sobre diversidad funcional de la vegetación. Este estudio ha desvelado que la diversidad vegetal conocida puede ser descrita por un pequeño conjunto de caracteres funcionales de cada especie. Por otra parte los investigadores han comprobado que la variación de rasgos funcionales de plantas en una comunidad (variabilidad funcional) no es azarosa, sino que se rige por finos filtros ambientales, así como por las interacciones entre especies.

De igual forma sPlot ha probado, por ejemplo, hasta qué punto los factores globales influyen en los rasgos funcionales de las comunidades de plantas. En este sentido la temperatura y la precipitación juegan un papel relativamente limitado (de forma contraria a lo que pensábamos). Los resultados muestran como las comunidades de plantas no se caracterizan constantemente por hojas más delgadas a medida que aumenta la temperatura, desde el Ártico hasta la selva tropical. Es decir que a escala local los investigadores han encontrado otros factores de mayor peso que la temperatura, que condicionar el grosor de la hoja en una planta.

Por otra parte también se ha puesto de manifiesto como el uso local de la tierra y la interacción de diferentes plantas en un lugar específico tiene un gran impacto sobre la arquitectura de los rasgos funcionales de las comunidades vegetales.

Este trabajo, así como los sucesivos, contribuirá a conocer con mayor profundidad los mecanismos de funcionamiento de un ecosistema, mediante la utilización de herramientas basadas en rasgos funcionales de plantas. La base de datos sPlot nos permitirá conocer el efecto último de las especies invasoras vegetales sobre comunidades autóctonas o describirnos de forma fina las especies vegetales con alto significado ecológico.

En definitiva, permitirá desarrollar modelos de predicción con mayor detalle que nos ayuden a las intervenciones en la conservación y restauración de espacios naturales. Especial interés tiene esta base de datos y sus aplicaciones para estudiar los efectos de cambio climático sobre las comunidades vegetales y los ecosistemas en su conjunto, y sobre todo como se verán afectados los servicios que nos ofrece un ecosistema en el futuro.