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Culpable inesperado: los humedales como fuente de metano


Los humedales son una parte importante del sistema de gestión de agua natural de la Tierra.


por la Sociedad Americana de Agronomía


El complejo sistema de plantas, suelo y vida acuática sirve como un reservorio que captura y limpia el agua. Sin embargo, a medida que las ciudades se expandieron, muchos humedales fueron drenados para la construcción. Además, muchas áreas de tierra en el medio oeste se drenaron para aumentar los usos de la agricultura para alimentar a un mundo en crecimiento.

Los humedales drenados desconectaron el flujo natural y la retención de agua, un sistema que había funcionado bien durante milenios. Una solución para el drenaje de humedales fue reconstruir estos humedales en otra área (más conveniente para los humanos). Estos se conocen como «humedales construidos». En otros casos, los humedales construidos se construyen para reconstruir un área que ya no se usa para la agricultura.

La forma en que se construyen y administran estos humedales construidos puede generar un gran impacto ambiental. Karla Jarecke e investigadores de varias universidades han estado estudiando el impacto de los humedales en el gas metano de efecto invernadero.

«A nivel mundial, los humedales son la fuente natural más grande de metano para la atmósfera», dice Jarecke. «El metano tiene un impacto mucho mayor que el dióxido de carbono en el calentamiento global, un impacto 25 veces mayor».

Tanto los humedales naturales como los construidos emiten metano. Debido a su naturaleza (los humedales son, después de todo, húmedos), los microbios y las plantas del suelo se ven obligados a metabolizar en condiciones anaeróbicas. Y, esto conduce a la producción de metano.

Los microbios del suelo son responsables de la producción de metano en los humedales. Luego, el metano llega a la atmósfera a través de la difusión, el transporte a través del tejido de la planta y la liberación episódica de burbujas de gas. La estabilidad hidrológica de los suelos de los humedales, así como la eficiencia del transporte a través de las plantas, pueden afectar la cantidad y la frecuencia con que se libera el metano del suelo.

«Comprender las condiciones bajo las cuales se produce y libera el metano en los humedales podría llevar a soluciones para reducir las emisiones de metano», dice Jarecke.

Pero, estudiar grandes áreas como humedales puede resultar imposible. Así que, Jarecke y sus colegas crearon «mesocosmos» de humedales, cámaras manejables al aire libre donde las emisiones de metano se podían medir más fácilmente. Los mesocosmos son áreas de investigación estructural que cierran la brecha entre los estudios de laboratorio y los grandes estudios de campo.

El estudio se centró en dos plantas de humedales comunes y su posible papel en las emisiones de metano: algodoncillo de pantano y plátano de agua del norte. Las plantas y los suelos se recolectaron en un humedal construido en Dayton, Ohio. Luego fueron transportados a Lincoln, Nebraska para crear mesocosmos de humedales. El sitio de Dayton anteriormente había sido drenado y utilizado para la agricultura y fue reconstruido como humedal en 2012.

Los investigadores recolectaron plántulas de algodoncillo de pantano y plátano de agua del norte del humedal y las trasplantaron en suelos recolectados en tuberías de PVC. Cubrieron plantas individuales con cilindros acrílicos transparentes durante el muestreo de gases. Esto les ayudó a medir y cuantificar las emisiones de metano de los mesocosmos suelo-planta. El estudio se realizó en el verano de 2013.

Además de comparar las emisiones de las dos especies de plantas, los investigadores estudiaron los efectos de la hidrología o la saturación del suelo. «Si bien los controles de hidrología y especies de plantas sobre las emisiones de metano están bien estudiados individualmente, los dos rara vez se estudian juntos», dice Jarecke.

Este estudio reciente concluyó que el nivel de agua y la saturación influyeron en las emisiones de metano más que el tipo de especies de plantas. Si bien las emisiones de metano difirieron entre los mesocosmos de laboratorio con el plátano de agua y los mesocosmos con algodoncillo de pantano, las emisiones de metano no difirieron en los mesocosmos de campo con cada una de las dos especies. En el campo, la saturación del suelo tuvo un mayor efecto sobre las emisiones de metano.

Encontrar especies de plantas que reduzcan la producción de metano microbiano podría ser una clave para un mejor manejo de los humedales. Por ejemplo, las plantas que suministran oxígeno a la zona de enraizamiento pueden suprimir la producción de metano microbiano. Además, se necesita investigación futura para comprender cómo la saturación de suelo variable afecta las emisiones de metano. Esta información podría ser valiosa para diseñar una topografía de humedales que cree condiciones hidrológicas para aumentar el almacenamiento de carbono y reducir las emisiones de metano.

La investigación futura podría centrarse en períodos de tiempo más largos. «Las emisiones de metano probablemente cambien a medida que los humedales restaurados maduran», dice Jarecke. «La materia orgánica de los sistemas radiculares, las plantas en descomposición y otros materiales se acumularán. Esto ayuda a restablecer la estabilidad hidrológica. Otras investigaciones indican que puede tomar unos pocos años restaurar los aspectos hidrológicos de un humedal restaurado. Sin embargo, los aspectos biogeoquímicos y de biodiversidad pueden durar décadas o más para recuperarse.

Más información: Cain Silvey et al, Plant Species and Hydrology as Controls on Constructed Wetland Methane Fluxes, Soil Science Society of America Journal (2019). DOI: 10.2136/sssaj2018.11.0421

Journal information: Soil Science Society of America Journal Provided by American Society of Agronomy


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