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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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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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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Jornada sobre Cambio Climático y sector agroganadero. Córdoba, 21-22 de noviembre

Os enviamos información sobre la jornada sobre Cambio Climático y sector agroganadero organizado por la Cátedra de Ganadería Ecológica de la Universidad de Córdoba. La jornada tendrá lugar los próximos 21 y 22 de noviembre de 2019.

Esta jornada cuenta con la participación de varios miembros de Red REMEDIA y aborda la mitigación de gases efecto invernadero en el sector ganadero. En particular, se centrará en la medición de emisiones en el contexto de la ganadería extensiva y ecológica.

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Los sistemas agroforestales como herramienta para mejorar los servicios ecosistémicos en África subsahariana

Por: Nuria Ferreiro-Domínguez (Universidad de Santiago de Compostela)

Un estudio reciente llevado a cabo en África subsahariana propone a los sistemas agroforestales, que se caracterizan por integrar prácticas en las que se combina un componente leñoso (árbol o arbusto) con uno agrícola, como un medio para incrementar el rendimiento de los cultivos a la vez que se mantienen los servicios ecosistémicos de regulación y mantenimiento.

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Ya puedes enviar tus comunicaciones para el VIII Workshop REMEDIA (Elche, 21-22 de abril de 2020)

Hola a tod@s,

Nos complace comunicaros que ya está abierto el plazo para enviar comunicaciones al VIII Workshop Remedia que tendrá lugar en Elche el 21 y 22 de abril de 2020.

El plazo para enviar los resúmenes estará abierto hasta el viernes 17 de Enero de 2020. Tenéis toda la información relativa a la preparación y el envío de resúmenes en la web del congreso http://www.redremediaworkshop.org/.

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