El ciclo del agua en la Tierra es impulsado por la energía solar (que evapora el agua de océanos y superficies terrestres) y la gravedad (que trae el agua en forma de lluvia y la canaliza hacia el mar). En este ciclo, los árboles actúan como una bomba activa: absorben agua del suelo a través de sus raíces y la liberan en la atmósfera mediante la transpiración de las hojas, amplificando enormemente el ciclo hidrológico terrestre en comparación con lo que ocurriría con solo roca y suelo desnudos. Sin los árboles, el ciclo hidrológico de la Tierra sería completamente diferente: muchas zonas interiores de los continentes serían mucho más áridas de lo que son.

El árbol como bomba hidráulica: los números

Un árbol adulto de tamaño medio (haya, roble, olmo: altura 20-25 m, copa 10-15 m de diámetro) transpira: en verano (julio-agosto): 150-400 litros de agua al día. En primavera y otoño: 50-150 litros de agua al día. En invierno (sin hojas): casi cero. Para comparar: el consumo de agua humano es de aproximadamente 2 litros de agua al día. Un solo árbol transpira lo que beben 75-200 personas. Un bosque de 100 árboles por hectárea transpira 15.000-40.000 litros de agua al día por hectárea = 15-40 mm de agua por hectárea en un día de verano. Toda la selva amazónica (5,5 millones de km²) transpira aproximadamente 20 mil millones de toneladas de agua al día: más de lo que el río Amazonas descarga en el océano. Este es la "bomba biótica" de los bosques tropicales: el vapor de agua sube, se condensa a aproximadamente 5-8 km de altitud, y cae nuevamente como lluvia en las regiones interiores del continente. El mecanismo físico de la transpiración: el agua sube desde las raíces hasta la copa a través del xilema de la madera por tensión capilar negativa: las hojas transpiran (evaporan agua de los estomas), creando presión negativa en el mesófilo que "extrae" agua de las células adyacentes, que a su vez extraen agua de la vena foliar, de la vena, de la rama, del tronco, hasta las raíces. Una cadena de tensión hidráulica que se extiende decenas de metros desde el suelo hasta la hoja. Las presiones generadas por la tensión de la columna de agua en el xilema alcanzan -20-30 bar (muy por debajo de la presión atmosférica): un sistema hidráulico bajo presión negativa que funciona sin bombas mecánicas.

Los árboles y la precipitación local: la lluvia que se crea a sí misma

La influencia de los árboles en la precipitación local es más directa de lo que la mayoría de las personas imaginan. El vapor de agua transpirado por los árboles contribuye directamente a la formación de nubes y a la precipitación local. Los "ríos voladores" del Amazonas: el concepto de "río atmosférico" generado por los bosques tropicales fue desarrollado por los físicos brasileños Antonio Nobre y Jose Marengo. El vapor de agua transpirado por la selva amazónica (20 mil millones de toneladas/día) sube en altitud, forma nubes, y es transportado por los vientos hacia el oeste y sur, llevando precipitación a las regiones agrícolas de Brasil, Paraguay y Argentina. Esta corriente de vapor de agua ha sido llamada un "río volador" (rio voador) y es fundamental para la precipitación agrícola en el centro-sur del continente sudamericano. La deforestación del Amazonas (ya se ha destruido el 20-25% del bosque original) está reduciendo este río volador e incrementando la sequía en las regiones agrícolas más dependientes de él. La cicatriz hidrológica de la deforestación: las áreas deforestadas muestran reducciones en la precipitación local de 5-30% en las décadas posteriores a la deforestación. En Europa, los estudios de datos meteorológicos históricos muestran que las áreas con mayor cobertura forestal tienen precipitación en promedio más abundante que las áreas con cobertura dispersa. Los árboles en ciudades y lluvia urbana: los bosques urbanos aumentan la precipitación local (a escala micro) de manera medible. Un estudio de Bounoua et al. (2018) mostró que las áreas urbanas con mayor cobertura arbórea reciben precipitación estival más frecuente debido al aumento de la evapotranspiración.

El efecto de los árboles en el agua subterránea y los arroyos

La presencia o ausencia de árboles influye profundamente en la cantidad y calidad del agua en los acuíferos de agua subterránea y en los cursos de agua. Recarga de acuíferos: el suelo forestal (con su estructura porosa y capa de humus) favorece enormemente la recarga de agua subterránea en comparación con el suelo desnudo o impermeable. El agua de lluvia se infiltra en lugar de escurrir por la superficie. Los manantiales y arroyos en cuencas forestales son más consistentes (menos variación estacional) en comparación con los de cuencas deforestadas. Calidad del agua: el agua que fluye a través de la hojarasca forestal y el suelo rico en humus se filtra física y biológicamente (la comunidad microbiana del suelo degrada muchos contaminantes orgánicos y retiene algunos metales pesados). El agua en los arroyos forestales es típicamente más limpia, con cargas más bajas de sedimentos, nutrientes y contaminantes en comparación con los arroyos en cuencas agrícolas o urbanas. Bosque ribereño (la franja de árboles a lo largo de los cursos de agua): en Italia, tradicionalmente, los cursos de agua estaban bordeados por franjas de álamos, sauces, alisos y fresnos (bosque ribereño). La eliminación de estos bosques para ganar terreno agrícola o para sistemas hidráulicos rígidos ha: aumentado la erosión de las orillas, reducido la calidad del agua (sedimentos, nutrientes de los agroecosistemas adyacentes), eliminado hábitats esenciales para peces, anfibios, aves acuáticas e insectos. La restauración de bosques ribereños es una de las acciones de rewilding más efectivas para mejorar la calidad ecológica de los cursos de agua italianos.

Árboles y cambio climático: la trampa de la evapotranspiración

La relación entre los árboles y el cambio climático es más compleja que la simple captura de CO₂. La evapotranspiración de los árboles tiene efectos refrigerantes (ya discutidos) y potenciales efectos de calentamiento bajo ciertas condiciones. La paradoja del bosque boreal: en los bosques boreales de coníferas (taiga: el bosque que se extiende desde Siberia hasta Canadá), los árboles oscuros absorben mucho más calor que la nieve blanca que cubriría el suelo sin ellos. En algunas zonas de taiga, esta absorción de calor (efecto albedo) supera el enfriamiento producido por la evapotranspiración y la captura de CO₂. El balance neto: el bosque boreal podría tener un efecto de calentamiento local neto (!) a pesar de la captura de CO₂. Esta paradoja se conoce como el "equilibrio albedo-carbono" y sigue siendo objeto de debate científico. Selva tropical: sin paradoja. Los bosques tropicales tienen efectos refrigerantes mucho mayores que los bosques boreales debido a su intensa evapotranspiración (en regiones donde la luz solar es siempre abundante). La captura de CO₂, la evapotranspiración y la reducción del albedo convergen todas en la dirección del enfriamiento. Proteger los bosques tropicales es la estrategia de mitigación del cambio climático más urgente. Bosques templados (Europa, Italia): el balance es generalmente positivo para el clima (enfriamiento neto), con algunas incertidumbres sobre los bosques alpinos más septentrionales. Plantar árboles en zonas templadas (especialmente en áreas degradadas o abandonadas) contribuye a la mitigación del cambio climático. Los riesgos de la reforestación masiva en zonas áridas: en zonas semiáridas, la reforestación masiva puede paradójicamente reducir las precipitaciones locales (los árboles utilizan toda el agua disponible aumentando la evapotranspiración sin aumentar lo suficiente las lluvias locales para compensar). China tiene experiencia tanto con éxitos como con fracasos en sus programas de reforestación en la zona de la Meseta de Loess: algunos esfuerzos de reforestación han aumentado la sequía local. Seleccionar las especies adecuadas, las densidades correctas y las ubicaciones apropiadas es crítico.