El humedal mediterráneo y su papel como sumidero de gases de efecto invernadero

Este estudio cuantifica las variaciones diurnas, estacionales e interanuales en los intercambios ecosistema-atmósfera de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y vapor de agua (o evapotranspiración), principales gases de efecto invernadero (GEIs), en base a cinco años (2012-2016) de mediciones continuas en un humedal Mediterráneo dominado por la especie Phragmites australis (caña común) ubicado en la localidad granadina de El Padul, en el Parque Natural de Sierra Nevada. Además, analiza los procesos subyacentes y los factores ambientales que explican esta variabilidad, para finalmente determinar el papel de este ecosistema como fuente o sumidero de carbono y su vulnerabilidad frente al cambio climático

Actualmente, el cambio climático es uno de los mayores problemas a los que se enfrenta la humanidad, suponiendo un desafío científico excepcional. El incremento de GEIs en la atmósfera está alterando drásticamente el equilibrio radiativo de la Tierra, representando uno de los principales motores impulsores del cambio climático. En este sentido, el óptimo conocimiento del ciclo global de carbono es crucial para promover decisiones políticas destinadas a aumentar el secuestro de carbono en los ecosistemas terrestres, siendo la región Mediterránea una de las áreas con mayor incertidumbre asociada a su contribución al calentamiento global.

En las últimas décadas, el desarrollo tecnológico está permitiendo cuantificar de forma continua y con técnicas no invasivas los intercambios de carbono (CO2 y CH4) y la evapotranspiración de diversos ecosistemas, con una resolución temporal de hasta media hora, permitiendo por tanto una integración temporal a mayor escala (mensual, anual o incluso de décadas). Nos referimos a las comúnmente conocidas “torres de flujo”, (técnica micrometeorológica “eddy covariance”) distribuidas por todo el mundo, formando la red FLUXNET (https://daac.ornl.gov/FLUXNET/guides/Fluxnet_site_DB.html)  que cuenta actualmente con más de 550 torres. Estas torres son gestionadas por investigadores de diversos centros, con la intención de garantizar la calidad y fiabilidad de las medidas en base a unos estándares internacionales establecidos. Además, se llevan a cabo otras medidas complementarias como por ejemplo medidas del intercambio de gases a nivel de la hoja de la planta, caracterizaciones de suelos, variaciones anuales en el índice de área foliar, etc., que complementan y ayudan a entender el funcionamiento de los diversos ecosistemas. En definitiva, lo que pretende esta red internacional es estudiar más a fondo el papel de estos ecosistemas en el ciclo global del carbono.

En este contexto, se están incrementando los esfuerzos internacionales para cuantificar los intercambios de CH4 a nivel mundial, pero dicha información es aún muy limitada, con importantes fuentes de incertidumbre atribuidas principalmente a las emisiones de los humedales y otras aguas continentales. Los humedales, a pesar de su escasa representatividad espacial (entre el 2% y el 6% de la superficie terrestre de la Tierra), son ecosistemas cruciales que modulan el cambio climático, dado su gran potencial para capturar CO2, emitir CH4 y regular el clima local a través de la evapotranspiración. Dichos ecosistemas se caracterizan por una alta producción de biomasa, conteniendo en sus suelos el 25% de la reserva total de carbono orgánico a nivel mundial. Sin embargo, en paralelo, al ser zonas inundadas, las condiciones de anoxia promueven los procesos metanogénicos, representando el 51-82% de las emisiones naturales de CH4 (Kirschke et al., 2013). Por lo tanto, el papel de los humedales en el calentamiento global está determinado por el equilibrio entre la absorción neta de CO2 atmosférico y la liberación de CH4. Además, la evapotranspiración influye en la temperatura y la humedad de la capa límite atmosférica, contribuyendo a la formación de nubes convectivas y alterando los patrones de convergencia del viento.

Concretamente, en los humedales mediterráneos es muy frecuente la presencia de caña común (Phragmites australis), especie vegetal muy productiva que se extiende desde regiones templadas/frías hasta los trópicos. En el hemisferio norte, la caña común alcanza su biomasa máxima en verano con tasas de crecimiento máximas que aumentan de norte a sur en Europa (Engloner, 2009). En particular, los humedales mediterráneos españoles están frecuentemente bordeados por formaciones monoespecíficas, densas y vigorosas de caña común, con un pico máximo de crecimiento a finales de junio, que disminuye abruptamente en octubre con una senescencia foliar avanzada. Hemos comprobado que dicha dinámica de crecimiento determina una fuerte estacionalidad en los intercambios de carbono (CO2 y CH4) y evapotranspiración.

A pesar de la relevancia de los humedales en el ciclo global de carbono y la abundancia de la caña común en todo el mundo, no hay estudios disponibles en los que se mida simultáneamente los intercambios de CO2 y CH4 con tiempo suficiente como para analizar su variabilidad interanual y para estimar la cantidad total de GEIs (expresado en CO2 equivalente) netamente asimilado o emitido a la atmósfera por este tipo de ecosistemas. Además, aunque la dinámica de crecimiento de esta especie apenas varía en todo el hemisferio norte (Engloner, 2009), es bien sabido que las diferentes condiciones climatológicas pueden inducir grandes diferencias. Es más, el efecto de las inundaciones estacionales (típico de humedales mediterráneos) sobre estos intercambios, aún se desconoce.

Los resultados obtenidos muestran una gran (e inesperada) variabilidad interanual en relación al papel de este humedal como sumidero (o fuente) de GEIs. En 2014 el humedal de “El Padul” se comportó como un importante sumidero, asimilando 660 ± 150 g CO2-eq m-2 año-1, mostrando un comportamiento similar al de los bosques templados que pueden llegar a absorber entre 100 a 660 g C m-2 año-1 (Valentini et al., 2000). Por el contrario, solo dos años después, emitió a la atmósfera 360 ​​± 120 g CO2-eq m-2 año-1. Este comportamiento revela la importancia relativa de las emisiones de CH4 en el humedal estudiado, ya que a pesar de presentar emisiones muy bajas de metano en comparación con otros humedales (van den Berg et al., 2016; Zhang et al., 2016), su elevado potencial de calentamiento global (28 veces superior al CO2), transformó este ecosistema, con balance de CO2 cercano a valores neutrales en 2016, en fuente de GEIs.

No obstante, la variabilidad interanual parece estar principalmente dominada por  los intercambios netos de CO2 que son el resultado de procesos de absorción (Producción Primaria Bruta (PPB) o Gross Primary Production (GPP) en inglés) y emisión de CO2 (Respiración del ecosistema, “Reco”) que ocurren paralelamente en el ecosistema y cuya relevancia dependerá tanto de factores fenológicos como climáticos. En nuestro estudio hemos comprobado que generalmente durante el período de crecimiento la PPB domina sobre la “Reco” mientras que durante el período de senescencia ocurre lo contrario. Sin embargo, es durante el período de transición cuando el balance entre estos dos procesos es más variable y más dependiente de las condiciones meteorológicas. De hecho, hemos comprobado que durante este período, condiciones de temperatura de suelo más elevadas aumentarán exponencialmente la magnitud de los procesos de emisión de CO2 en el ecosistema de estudio (Reco). También hemos comprobado que la producción primaria bruta (PPB) está relacionada con la temperatura del suelo (Ts) y se refleja en el grado de verdor de la vegetación, variable que puede obtenerse a través de imágenes de satélite [Índice de Vegetación Mejorado o Enhanced Vegetation Index (EVI) en inglés; https://modis.ornl.gov/cgi-bin/MODIS/global/subset.pl]. Con respecto a los procesos de evapotranspiración, la variabilidad diaria es principalmente consecuencia de variaciones en la temperatura del suelo, y su variación interanual no fue notable durante los cinco años de estudio.

Para concluir, en consonancia con la reciente declaración de emergencia climática por parte del gobierno, hacemos un llamamiento a la imperiosa necesidad de mantener este tipo de medidas continuas a largo plazo, como herramienta esencial para establecer políticas de gestión destinadas a conservar y mejorar la capacidad de los ecosistemas como sumideros de carbono.

AUTORES DEL POST: Penélope Serrano Ortiz, Sergio Aranda Barranco, Ana López Ballesteros, Clement Lopez Canfin, Enrique Pérez Sánchez-Cañete,  Ana Meijide y Andrew Kowalski.

Referencia al artículo:

Serrano-Ortiz, P., S. Aranda-Barranco, A. López-Ballesteros, C. Lopez-Canfin, E. P. Sánchez-Cañete, A. Meijide, and A. S. Kowalski. 2020. Transition Period Between Vegetation Growth and Senescence Controlling Interannual Variability of C Fluxes in a Mediterranean Reed Wetland. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 125, 2019JG005169. https://doi.org/10.1029/2019JG005169

Referencias:

Engloner, A.I., 2009. Structure, growth dynamics and biomass of reed (Phragmites australis) – A review. Flora, 204: 331-346.

Kirschke, S. et al., 2013. Three decades of global methane sources and sinks. Nature Geosci, 6(10): 813-823.

Valentini, R. et al., 2000. Respiration as the main determinant of carbon balance in European forests. Nature, 404: 861 – 865.

van den Berg, M., Ingwersen, J., Lamers, M. and Streck, T., 2016. The role of Phragmites in the CH4 and CO2 fluxes in a minerotrophic peatland in southwest Germany. Biogeosciences, 13(21): 6107-6119.

Zhang, Q., Sun, R., Jiang, G., Xu, Z. and Liu, S., 2016. Carbon and energy flux from a Phragmites australis wetland in Zhangye oasis-desert area, China. Agricultural and Forest Meteorology.

VIII Workshop Remedia – Envío de resúmenes extendido hasta el viernes 7 de febrero

Como sabéis, está abierto el plazo para enviar resúmenes al VIII Workshop REMEDIA que tendrá lugar el 21 y 22 de abril en Elche. El comité organizador ha decidido extender el plazo de envío de resúmenes hasta el próximo viernes 7 de febrero. No os lo perdáis!!

Recordad el último día para la inscripción reducida es el viernes 6 de marzo y que para disfrutar de la inscripción reducida debéis estar al corriente del pago de la cuota de soci@ de Remedia para 2020. ¿No eres soci@? Sin problema, info aquí.

Nos vemos pronto en Elche, os esperamos!

El comité organizador

VIII Workshop de Red REMEDIA – 21 y 22 de abril de 2020 en Elche – ¡ULTIMAS NOVEDADES!

Buenos días,

Aprovechamos el arranque del nuevo año para haceros llegar los mejores deseos y transmitiros información más detallada sobre el próximo Workshop de Red REMEDIA que tendrá lugar en Elche el 21 y 22 de abril de 2020. Toda esta información está ya disponible en la web http://www.redremediaworkshop.org/. También os adelantamos al final de esta entrada la información sobre el nuevo taller de la Red de Excelencia NUEVA que tendrá lugar el día 22 de abril por la tarde, tras la finalización del Workshop.

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VIII Workshop de REMEDIA en Elche

Hola a tod@s,

Llega la Navidad y con ella el recordatorio más esperado: el del Workshop de Red REMEDIA que ya está tomando forma. Apuntad fechas antes del merecido descanso navideño!

El comité organizador os invita a participar en el VIII Workshop de REMEDIA: Red Científica de Mitigación de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero en el sector Agroforestal. El evento tendrá lugar en Elche, del 21 al 22 de abril de 2020. Otras fechas importantes son:

  • Envío de trabajos: hasta el 17 de enero
  • Inscripción reducida hasta el 5 de marzo

A la vuelta de navidades detallaremos toda la información via web http://www.redremediaworkshop.org/ pero os podemos adelantar a continuación algunos detalles en exclusiva.

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Modelización multiescalar de emisiones mediante el sistema HERMESv3

Por Marc Guevara y Salva Calvet

El Departamento de Ciencias de la Tierra del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) (https://www.bsc.es/discover-bsc/organisation/scientific-structure/earth-sciences) ha desarrollado el sistema HERMESv3, una herramienta de modelización multiescalar y basada en Python que permite estimar emisiones de contaminantes atmosféricos para usarse en aplicaciones de modelización y pronóstico de la calidad del aire, así como de evaluación de políticas ambientales.

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Fármacos en el agua de riego: el papel del suelo en la atenuación natural del riesgo para la salud

Con motivo del día mundial del suelo (5 de diciembre), esta semana seguimos dedicando nuestra atención a este componente indispensable para el sector agroforestal. Lo hacemos gracias a la entrada que nos regala el Instituto Madrileño de Estudios Avanzados de Agua (IMDEA Agua), con lo que también aprovechamos para conocer el trabajo que se realiza en este centro.

Entender las interacciones en el sistema agua-sedimento-suelo-planta es crucial para alcanzar la seguridad hídrica y alimentaria. Un estudio reciente del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados del Agua (IMDEA Agua) evalúa la presencia en el medio ambiente de fármacos de distintos grupos terapéuticos (antibióticos, hormonas, antiinflamatorios, etc) durante su recorrido desde las Estaciones de Depuración de Aguas Residuales (EDARs) hasta el cultivo. Los datos muestran que las concentraciones de fármacos en las plantas son muy bajas y que actualmente no existe un riesgo para la salud.

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Sistemas ganaderos ligados a la Dehesa: Alimentos que mitigan el Cambio Climático

Por: Mireia Llorente y Gerardo Moreno (Universidad de Extremadura)

La dehesa es un buen ejemplo de sistema agrario de alto valor natural, que a la par que alberga altos niveles de biodiversidad y fija población en el medio rural, produce alimentos con bajas emisiones de carbono, e incluso podría tener fijación neta de carbono.

Las tierras dedicadas al pastoreo ocupan más de dos tercios de las tierras agrícolas. Y aún existe una brecha de conocimiento sobre hasta qué punto el secuestro de carbono tanto en la biomasa vegetal como en la materia orgánica de los suelos, puede compensar las emisiones en sistemas silvopastorales extensivos.

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COP25 y sector primario: Jugamos en casa

Los próximos 2-13 de diciembre tendrá lugar en España la COP25, que es la 25ª Conferencia de las Partes de la Convención Marco de Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP25). Y lo hace de una forma imprevista debido a las protestas en Chile, que han hecho cambiar la sede original.

En estos momentos todos los focos empiezan a apuntar al evento. Sin duda los desafíos logísticos podrán resolverse, aunque la premura derivada del cambio de sede en última instancia ha dificultado sin duda organización de actividades. En cualquier caso, lo importante es que el evento cumpla sus objetivos clave: resolver los asuntos pendientes para que el Acuerdo de París sea plenamente operativo y fortalecer el nivel de ambición de los países en materia de acción climática.

El sector primario será también protagonista, y al pie de esta entrada os detallamos los eventos relacionados con el sector agroforestal de los que tenemos constancia, que ya están confirmados durante esta COP25, y en muchos de los cuales participan miembros de Red REMEDIA.

Desde Red REMEDIA queremos aportar nuestro granito de arena dejando constancia de ciertas reflexiones respecto al papel de la investigación en la mitigación del cambio climático en el sector agroforestal y su adaptación.

  • El mundo académico y científico español viene desarrollando en los últimos años una importante labor de investigación fundamental y aplicada. Contamos con una comunidad científica potente y dinámica, que sin embargo no es ajena a los grandes problemas de financiación y burocracia que tiene de la Ciencia española.
  • Desde Red REMEDIA llevamos varios años recogiendo ese conocimiento en nuestro blog y en nuestros Workshops anuales. Así, tenemos mucha información generada desde el primer Workshop en 2012, que iremos recordando en nuestras redes sociales durante estas semanas. Y lo seguiremos haciendo con el atractivo programa que estamos preparando para nuestro próximo Workshop en Elche (21-22 de abril de 2020). ¡No os lo perdáis!
  • Aun así, tenemos aún importantes lagunas de conocimiento. Muchas soluciones aún no existen, y otras probablemente ya existen pero no sabemos muy bien cómo implementarlas. Necesitamos que las Administraciones apuesten de forma decidida por una investigación estratégica y coordinada en materia de mitigación del cambio climático.
  • La mitigación del cambio climático en los sectores agrario, ganadero y forestal es compleja. Por una parte, tenemos sectores productivos muy diversos en cuanto a tipologías, grados de intensificación y distribución territorial. Por otra parte, ocupa una gran extensión de nuestro territorio: la inmensa mayoría de la superficie es forestal o agraria (o una interfaz entre ambas), y da sustento a la población en las zonas menos habitadas. Existe un importante potencial de mitigación y una absoluta necesidad de adaptación, aunque debe abordarse de forma regionalizada debido precisamente a la gran variación climática, de suelos y de realidades sociales.
  • Esa complejidad requiere medidas coordinadas, tal como recoge el Informe IPCC SR15 publicado hace un año. Probablemente el mayor reto actual es ponerlas en práctica con el grado de ambición necesario pero de forma coordinada e inclusiva. Para eso deberían servir eventos como la COP25.
  • Sabemos que el cambio climático (más bien emergencia climática) es un concepto de moda porque está despertando el interés de la población. Sin embargo, no debemos olvidar que aunque tal vez sea el más urgente, es sólo un componente más del abanico de impactos que tienen las actividades humanas en el medio ambiente. En Red REMEDIA sabemos que no debemos perder la visión de conjunto. De hecho, en nuestros workshops y contribuciones científicas se aborda la mitigación desde una perspectiva integral que busca minimizar el impacto de la mitigación en otras posibles fuentes de contaminación. Buscamos recomendar prácticas compatibles con la eficiencia productiva, la rentabilidad de las explotaciones (y por tanto la conservación de la población rural), y  la seguridad alimentaria, considerando la viabilidad técnica, social y económica de las medidas de mitigación.

Finalmente, os queremos animar a quienes participáis de forma directa o indirecta en la COP25 en favor de la mitigación en el sector agroforestal. Animamos especialmente a quienes aportáis el necesario conocimiento científico, a sabiendas de que trabajáis contra reloj. Agradecemos vuestro esfuerzo y desde Red REMEDIA ponemos a disposición nuestros medios de difusión para informar sobre los avances. Sólo tenéis que enviarnos la información a comunicacion.remedia@gmail.com


EVENTOS DE LA COP25 RELACIONADOS CON EL SECTOR AGROFORESTAL de las que tenemos constancia (por orden cronológico)

  • Eventos CIEMAT sobre “Retos para la conservación de agro y ecosistemas” y “La protección del suelo, agricultura sostenible“. 2, 3 y 4 de diciembre, Zona Verde, Stand nº5.
  • Proyecto LIFE FOREST CO2: La gestión forestal sostenible en la lucha contra el cambio climático. 4 de diciembre, 14:15h – 15h. Zona Verde.
  • Panel de discusión: “The role of ruminants on climate change mitigation: the good and the bad”. 5 de Diciembre (10-11:30h). Zona azul (sólo acreditados), Pabellón de España. Panelistas: Agustin del Prado (BC3), Hayden Montgomery (GRA), Pablo Manzano (University of Helsinki) y María Josep Picó (Universidad Jaume I). Modera María José Sanz (BC3)
  • Espacio Diálogo: Mesa redonda “Emisiones de gases de efecto invernadero en los sectores agrícola y ganadero. Contexto europeo y nacional”. 5 de diciembre (10-11h). Zona verde (acceso abierto), pero necesaria la inscripción antes del 30 de noviembre!. LINK de inscripción https://www.ifema.es/cop25/zona-verde. Panelistas: Alberto Sanz-Cobeña (UPM-CEIGRAM), Miguel Quemada (UPM-CEIGRAM), Luis Lassaletta (UPM-CEIGRAM), José Luis Gabriel (INIA), Óscar González-Recio (INIA). Modera la directora del INIA Esther Esteban.
  • IPCC Side Event: 2019 Refinement, SLCF Inventory methodology and other IPCC TFI activities. 5 de diciembre, 13:15h a 14:45h. Lugar: UNFCCC area/ Room 1 (Zona Verde). Asistirán como autor principal coordinador María José Sanz (BC3, Red REMEDIA) y autor principal Agustin del Prado (BC3, Red REMEDIA). Link a 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories
  • Medidas de adaptación al cambio climático en la agricultura. Es la hora de actuar“. 5 de diciembre de 15:00 a 17:00. Área Sociedad Civil (Zona Verde). Organizada por UPA con la participación de CEIGRAM. Más información aquí.
  • “Soil Carbon as a NBS to address climate change: Towards an International research Consortium”. 5 de diciembre de 15.30h a 16:30h. Pavellón EU. Con Jean Françoise Soussana, Cristina Arias-Navarro y Hayden Montgomery.
  • Jornada “Iniciativa 4 por 1000” – 11 de diciembre en el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Más detalles en nuestro blog y en la web del evento.
  • Presentación del “1st Mediterranean Assessment Report and the Draft Key Messages of the network of Mediterranean Experts on Climate and Environmental Change (MedECC)”. Zona Azul, solo acreditados. EU Pavilion. 12 de diciembre de 14:30h a 16h. Participarán Stéphane Simonnet (Directeur, Acterrra (for Plan Bleu), France), Alberto Sanz-Cobeña (CEIGRAM-UPM) y Dr. Alejandra Morán Ordóñez (InForest JRU (CTFC-CREAF), Spain).
  • Eventos CIEMAT sobre “Bioeconomía” y “Economía Circular“. 11, 12 y 13 de diciembre, Zona Verde, Stand nº6.

Estamos abiertos a completar el listado con actividades de las que no tengamos constancia o que aún estén por confirmarse. Podéis enviarnos información a comunicacion.remedia@gmail.com

Jornada “Iniciativa 4 por 1000” – Madrid, 11 de diciembre

La Iniciativa “4 por 1000: Suelo para la Seguridad Alimentaria y el Clima” organiza el próximo 11 de diciembre de 2019 la tercera jornada de la Iniciativa “4 por 1000”. Lo hace con motivo de la COP 25 de la CMNUCC en Madrid bajo Presidencia de Chile (2-13 de diciembre de 2019), y con el apoyo del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación de España, que será sede del evento.

Toda la información de la jornada está disponible en https://4per1000day2019.sciencesconf.org/. Si quieres asistir es necesario registrarse antes del 1 de diciembre puesto que el aforo es limitado y la entrada requiere acreditación previa.

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