Las luces de la ciudad están adelantando la primavera y retrasando el otoño

Las farolas, los neones o los leds de los escaparates están confundiendo a las plantas: en las ciudades, la primavera llega varios días antes que en el campo y el otoño se retrasa también casi dos semanas. Una investigación publicada en la revista científica Nature Cities muestra cómo la contaminación lumínica actúa como el Sol, acelerando procesos fundamentales de la fenología de las plantas, como la brotación y caída de las hojas. Los investigadores creen que las luces de la ciudad están alterando la vida vegetal con consecuencias aún por determinar.

La contaminación lumínica impide ya ver las estrellas. Recientes trabajos también han mostrado cómo el exceso de iluminación artificial en las ciudades estaría afectando a la conducta de los animales urbanos y a la salud humana. En paralelo, son muchos los trabajos que han constatado que la primavera llega antes a las ciudades. Pero se señalaba al calentamiento global, que se intensifica en los entornos urbanos por el llamado efecto isla de calor urbana: el hormigón de los edificios, el alquitrán de las calles, la altura de las construcciones y todo el diseño urbano atrapan el calor. Ahora, la contaminación lumínica se suma a la ecuación y el resultado es el trastoque generalizado de la vegetación urbana.

El trabajo publicado en Nature Cities ha encontrado que, de media, el centro de las ciudades reverdece unos 12,6 días antes que las plantas de los campos del entorno. En el otro extremo, la senectud de las hojas se inicia en las urbes una media de 11,2 días después. El fenómeno es además generalizado. El estudio ha seguido el inicio de la estación de crecimiento vegetal en 428 grandes ciudades del hemisferio norte. En 378 de ellas, el 88,3%, han observado estas alteraciones en la fenología vegetal. Para detectar estos cambios, han contado con sensores de varios satélites y con datos desde 2014.

“Los satélites detectan diferencias en el verdor midiendo la cantidad de luz reflejada desde la superficie terrestre”, explica la investigadora de la Universidad Vanderbilt (Estados Unidos), Lin Meng, coautora del estudio. Llevan a bordo instrumental que captan este rebote en diferentes longitudes de onda, en particular en las partes visible e infrarrojo cercano del espectro (NIR, por sus siglas en inglés). “La vegetación refleja fuertemente la luz NIR mientras absorbe la luz roja visible para la fotosíntesis”, añade Meng. Esto lo captan usando marcadores como el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI, en inglés). “Las áreas con vegetación más densa o con mayor actividad fotosintética reflejan más luz NIR y menos luz roja, lo que resulta en valores más altos del NDVI”, detalla la investigadora.

Al comparar estos patrones de reflectancia en ciudades y campos cercanos, los satélites pudieron detectar cambios espaciales en el verdor. El estudio usa un gradiente desde las zonas más alejadas hasta el mismo centro de las ciudades. En el caso de Barcelona, por ejemplo, la zona rural monitoreada para comparar se encuentra a 32 kilómetros de distancia del centro. En la capital catalana, han visto que la duración de la temporada de crecimiento es 14 días más larga en el núcleo urbano en comparación con las áreas rurales más alejadas.

La otra gran aportación de este trabajo es que logra desagregar las causas de este diferencial campo ciudad. Los autores usaron también a los satélites para medir el grado de contaminación lumínica. En condiciones naturales, en una noche nublada, la luminosidad ronda los 0,6 mililux (el lux mide la cantidad de luz incidente). Si no hay nubes, con luna llena en su cénit, la cifra puede llegar a los 0,3 lux. Pero en las ciudades, el rango lumínico va de los 7 a los 65 lux. Estudios anteriores han mostrado como la noche se hace casi un 10% más brillante cada año desde hace más de una década. Pero hasta ahora, siempre se señalaba a la temperatura para explicar los cambios fenológicos de la flora urbana.

“Utilizamos el método de análisis estadístico, es decir, el análisis de correlación parcial, para desagregar el impacto de la temperatura del impacto de la iluminación artificial en la fenología de la vegetación”, explica Meng. “La correlación parcial mide el grado de asociación entre dos variables aleatorias, eliminando la influencia de un conjunto de variables de control. Esto nos permite aislar el efecto de cada factor en el objetivo controlando otros factores”, detalla. Así vieron que tanto la variable térmica como la lumínica están afectando a la duración de la temporada de crecimiento vegetal. Pero también que la segunda pesa más en cuatro de las siete grandes regiones climáticas que cubre el estudio, con ciudades de clima seco y cálido como Dallas, hasta de clima frío y seco como las urbes de Canadá.

Meng entra en el detalle de las ciudades: “Las ciudades con mayor intensidad de luz artificial tienen un mayor impacto en la fenología”, dice. Dado que los niveles varían estacionalmente, su influencia difiere entre la primavera y el otoño. “En particular, muchas ciudades estadounidenses mostraron una luminosidad más alta durante la primavera. Por el contrario, las ciudades europeas tienen una contaminación lumínica más alta en otoño, por lo que mostraron una mayor influencia al final de la temporada de crecimiento, en otoño”, completa.

Sobre las consecuencias en la flora, el profesor de la Universidad de Wuhan (China) y primer autor del estudio, Dunxian She, recuerda que el adelanto de la primavera y el retraso del otoño pueden tener efectos tanto positivos como negativos. “En los ecosistemas naturales, una temporada de crecimiento más larga podría mejorar la productividad y la captura de carbono, contribuyendo así a la mitigación del cambio climático. Sin embargo, también podría afectar a los ecosistemas locales si nuevas especies se vuelven más dominantes, lo que conlleva cambios en la biodiversidad, especialmente con la introducción de especies exóticas para el diseño del paisaje urbano”, dice.

La luz artificial alarga el fotoperíodo, actuando como una extensión de la luz diurna. Para los autores de la investigación, este alargue podría alterar la acumulación de señales que inician el brote o la senescencia, como una menor eficiencia de la fotosíntesis. Pero el trastorno es más profundo. Las plantas perciben la luz de forma diferente según su longitud de onda. Los fotocromos son proteínas que funcionan como fotorreceptores sensibles a la luz roja, mientras que los criptocromos lo son a la luz azul. La revolución led la está protagonizando esta última y está por investigar qué consecuencias tendrá esto.

Georg Wohlfahrt es el responsable del grupo de biometeorología de la Universidad de Innsbruck (Austria). Aunque no ha participado en este trabajo, fue el principal autor de un trabajo pionero que constató como la primavera estaba llegando antes a las ciudades. Su trabajo apuntaba al efecto isla de calor y a la contaminación ambiental, pero también reconoce el papel de la polución lumínica. “Aparte de los climas no estacionales, como los trópicos, la fenología de las plantas depende de la temperatura y la calidad/cantidad de la luz”, recuerda en un correo. “La luz artificial en zonas urbanas modifica la exposición lumínica de las plantas y, por lo tanto, la fenología. Esto no es nuevo. La novedad del artículo de Nature Cities es que aborda el problema a gran escala en un gran número de ciudades e intenta desentrañar el efecto de la luz artificial del de la isla de calor urbana”, añade.

Si hay alguien que sabe de contaminación lumínica es Christopher Kyba. Profesor del Centro Helmholtz de Investigación para las Geociencias GFZ (Alemania), lleva más de una década investigando el impacto de la luz artificial. Para ello ha creado una red de científicos, proyectos de ciencia ciudadana y hasta una app para medir la pérdida de la noche. Los resultados de su último proyecto acaban de ser publicados en la misma edición de Nature Cities, sin relación con el estudio de las 428 ciudades. El trabajo de ciencia ciudadana coordinado por Kyba ha recogido datos de 33 municipios alemanes, encontrando que, después de la medianoche, queda más de una luz por habitante encendida. Lo revelador es que por cada farola encendida hay un anuncio luminoso o un escaparate iluminado.

“Veo motivos tanto para la esperanza como para el temor”, dice Kyba sobre el futuro de la contaminación lumínica. “Por un lado, existen ejemplos de ciudades e incluso países enteros en zonas ricas e industrializadas del mundo donde observamos disminuciones en las emisiones de luz después de la medianoche”, cuenta en un correo. Por otro lado, la gran mayoría de las ciudades y países del mundo siguen aumentando su iluminación”.