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Culpable inesperado: los humedales como fuente de metano


Los humedales son una parte importante del sistema de gestión del agua natural de la Tierra. El complejo sistema de plantas, suelo y vida acuática sirve como 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 fueron drenadas para aumentar los usos de la agricultura para alimentar a un mundo en crecimiento.

Los humedales drenantes 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 artificiales». En otros casos, los humedales artificiales se construyen para reconstruir un área que ya no se usa para la agricultura.

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

«A nivel mundial, los humedales son la mayor fuente natural 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 lleva a la producción de metano.

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

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

Algodoncillo en la cámara de gas
Los investigadores midieron las emisiones de metano del algodoncillo de pantano (que se muestra) y el plátano del agua del norte. Aunque hubo diferencias en los niveles de emisión de metano de las plantas de los mesocosmos de laboratorio, el estudio encontró que la hidrología de los humedales fue el factor más importante que influyó en la producción de metano a partir de los mesocosmos de campo. Crédito de la foto: Karla Jarecke

El estudio se centró en dos plantas de humedales comunes y su papel potencial en las emisiones de metano: algodoncillo y plátano del norte. Se recolectaron plantas y suelos de 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 cosecharon plántulas de algodoncillo de pantano y plátano del 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 gas. Esto les ayudó a medir y cuantificar las emisiones de metano de los mesocosmos de la planta del suelo. 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 la hidrología y las especies de plantas en las emisiones de metano se estudian individualmente bien, los dos rara vez se estudian juntos», dice Jarecke.

Este reciente estudio concluyó que el nivel y la saturación del agua influyeron más en las emisiones de metano que el tipo de especies de plantas. Si bien las emisiones de metano diferían entre los mesocosmos de laboratorio con plátano acuático y los mesocosmos con algodoncillo de pantano, las emisiones de metano no diferían 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.

Estudiante recolectando datos de campo
El estudiante universitario Cain Silvey verifica la concentración de metano en un mesocosmo de campo con algodoncillo de pantano en Dayton, Ohio, que era parte del área de investigación de humedales construidos. Los tubos de plástico azules protegen las plántulas de árboles que forman parte de un proyecto de restauración diferente. Crédito de la foto: Karla Jarecke

Encontrar especies de plantas que reduzcan la producción de metano microbiano podría ser la 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 variable del suelo 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.

Esta investigación fue publicada en el Soil Science Society of America Journal . La financiación fue proporcionada por el programa conjunto NASA / USDA sobre Ciencias del Ciclo del Carbono (becas 2011-03007 y 2011-00829) NSF DEB-1457505, y una beca de la Universidad de Nebraska-Lincoln para las Artes Creativas e Experiencias de Investigación (UCARE).


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