Contribuciones de los microorganismos del suelo al ciclo del carbono y sus respuestas a los cambios de precipitación en los pastizales del sur de Santa Cruz

Abstract

Los ecosistemas áridos/semiáridos ocupan el 40 % de la superficie terrestre (Maestre et al., 2021), generan aproximadamente el 35 % de la productividad primaria neta (Lal, 2004), almacenan entre el 28 y el 37 % de las reservas de carbono de los ecosistemas terrestres (Prăvălie, 2016) y desempeñan un papel fundamental en la regulación de los ciclos del agua y los nutrientes del suelo (Lal, 2004). Los cambios en los patrones de las precipitaciones, con aumentos en las frecuencias de eventos climáticos extremos, como sequías y precipitaciones superiores a las medias regionales determina que los ecosistemas de tierras secas sean más vulnerables al cambio climático, lo que puede incrementar la degradación de la tierra bajo una aridez creciente y generar grandes impactos en los ecosistemas y en sus interacciones ecológicas (Wang et al., 2012; Lin et al., 2015). La importancia de las múltiples funciones y servicios ecosistémicos (Maestre et al., 2021; Peri et al. 2021), y las características intrínsecas tanto de escases de agua y nutrientes del suelo de los ecosistemas semiáridos, han permitido profundizar en el conocimiento de la ecología sobre los factores del cambio global (Knapp et al., 2017; Peri et al., 2018). Asimismo comprender las respuestas de estos biomas a las modificaciones en los patrones de precipitación sobre el componente microbiano del suelo sigue siendo un desafío de vital importancia para proyectar las consecuencias sobre las funciones del ecosistema (Geng et al., 2015; Ren et al., 2017). A pesar de su pequeño tamaño, los microorganismos brindan varios servicios ecosistémicos de regulación y soporte como el crecimiento de las plantas, fertilidad del suelo y ciclos de los nutrientes y agua, y fundamentalmente determinan los flujos de CO2 a la atmósfera y con ello la retroalimentación al cambio climático (Bardgett et al., 2008; Liu et al., 2009). En este sentido, el avance del conocimiento en ecología microbiana ha permitido afirmar que el depósito de carbono orgánico del suelo depende de la participación microbiana, ya que son consecuencias del crecimiento y deposición de la necromasa microbiana (Benner, 2011; Liang et al., 2017), mientras que la actividad microbiana constituye la segunda vía más grande de intercambio de C entre la atmósfera y los ecosistemas terrestres (Bardgett et al., 2008; Miltner et al., 2012, Zhao et al., 2016). Por lo tanto, los microorganismos contribuyen a incorporar y estabilizar las reservas de carbono del suelo a largo plazo y mediar como buffer del componente vivo del suelo para amortiguar los efectos del cambio climático a nivel global (Xu et al., 2013; Liang et al., 2017; He et al., 2020). Aunque varios estudios han evaluado los impactos del cambio climático (variación de la intensidad y patrones de precipitación), sobre los microorganismos del ambiente edáfico (Bardgett et al., 2008; Liu et al., 2009), los resultados varían considerablemente entre ambientes y ecosistemas. Mientras que algunos estudios reportan que mejores condiciones de humedad del suelo incrementaron la biomasa, actividad microbiana y diversidad de microorganismos (Liu et al., 2009; Benner, 2011; Liang et al., 2017), otros estudios determinaron una reducción o una respuesta neutral de la biomasa y actividad microbiana del suelo (Jensen et al., 2003; Ren et al., 2017). Por lo tanto, es importante conocer si la creciente severidad de los eventos de sequía o lluvias anormales podría afectar la biomasa microbiana o actividad en los suelos de los ecosistemas semiáridos australes que en la actualidad han sido poco estudiados (Toledo et al., 2021). En este contexto, el objetivo del presente estudio fue analizar experimentalmente la influencia que tendrán los escenarios de variaciones de la precipitación (sequía y mayor precipitación) en pastizales representativos de los ecosistemas semiáridos australes sobre el carbono de la biomasa microbiana (CBM), respiración biológica del suelo (RBS), los coeficientes metabólicos microbianos y en las estimaciones de secuestro y flujos de CO2 por vía microbiana.