En el context d’unes emissions antropogèniques de diòxid de carboni (CO2) resulta crucial entendre els embornals que n’absorbeixen una part. Oscar Serrano Gras, del Grup d’ecologia de macròfits del Centre d’Estudis Avançats de Blanes (CEAB), ha remarcat el poc que se sap del cert sobre el rol com a embornals dels boscos de macroalgues. Així, en una estimació que apareix aquesta setmana en forma d’article a la revista Science of The Total Environment, i amb la biòloga Uxue Moreda com a primera autora troben unes taxes de soterrament de carboni en macroalgues quatre vegades a la d’estudir previs. Moreda et al. han fet la seva estimació amb tècniques d’isòtops estables i piròlisis aplicades a sediments de les badies someres de Menorca, Cala Rotja i Cala Teulera. El treball final de màster de Moreda ha versat sobre la participació dels boscos de macroalgues en l’acumulació de l’anomenat carboni blau (és a dir en l’embornal de carboni que representen els ecosistemes aquàtics). Aquests ecosistemes es troben entre els hàbitats vegetals més productius, però com que normalment creixen en substrats rocallosos, hi ha una exportació contínua de carboni orgànic que hi dificultaria l’acumulació. Moreda et al. doncs, han triat fixar-se en boscos de macroalgues dominats per Gongolaria barbata de cales sorrenques de poca fondària. Els comparen amb la situació que hi ha en aquestes cales en prats mixtos de Cymodocea nodosa i Caulerpa prolifera, o en zones de sorra sense vegetació. En aquest estudi han caracteritzat la biogeoquímica dels dipòsits sedimentaris fins a 30 cm de fondària: granulometria de sediment, matèria orgànica, carboni orgànic, taxa de soterrament de carboni orgànic i origen d’aquest carboni orgànic sedimentari d’acord amb la proporció de carboni-13 i l’anàlisi per piròlisi. Els boscos de G. barbata d’aquestes localitats, des del 1950, haurien acumulat 3,5 kg de carboni orgànic per metre quadrat, amb una taxa de 15 grams per metre quadrat i any: són valors que queden dins del rang dels anomenats ecosistemes de carboni blau. En aquestes cales l’espècie que més contribueix a l’estoc de carboni orgànic sedimentari és la C. nodosa, que ho fa en un 36%; la segueixen C. prolifera amb un 30% i G. barbata amb un 19%.
//embedr.flickr.com/assets/client-code.js
Blanes és la seu d’un Centre d’Estudis Avançats dedicat a ecosistemes aquàtics. Moreda et al. en aquest estudi canvien la badia profunda de Blanes per dues badies someres de Menorca, Cala Rotja i Cala Teulera.
Els boscos de macroalgues com a ecosistema de carboni blau
Aquesta recerca fou concebuda per Emma Cebrian, cap del Departament d’Ecologia Marina del CEAB, i Oscar Serrano. En la investigació participaren Uxue Moreda, Inés Mazarrasa (del CEAB i de l’Instituto de Hidráulica Ambiental de la Universidad de Cantabria), Joeri Kaal (de Pyrolyscience, amb seu a Santiago de Compostela), Aurora M. Ricart (de l’Institut de Ciències del Mar, de Barcelona) i Eduard Serrano (CEAB). Les dades foren obtingudes i analitzades per Moreda i Kaal. Supervisaren la investigació Mazarrasa, Cebrian i Serrano. El finançament fou a càrrec de projectes d’Oscar Serrano amb el MCIN i el FEDER, i de Cebrian amb el MITECO.
Moreda et al. consideren que els boscos de macroalgues de badies i cales litorals i someres de la Mediterrània s’haurien de comptar com a embornals blaus de carboni
Els autors agraeixen a la Direcció General d’Espais Naturals i Biodiversitat i a la Direcció General de Pesca i Medi Marí, i al Servei en Recerca i Desenvolupament del Govern de les Illes Balears per facilitar les llicències, i a l’Estació Maria Jaume Ferrer pel suport tècnic i d’instal·lacions. Agraeixen a Peter G. Appleby de la University of Liverpool i als serveis de recerca de la Universitat de la Coruña per l’ajut en el laboratori i en els procediments analítics.
L’article fou tramès a la revista el 28 de febrer. L’edició anà a càrrec de Ouyang Wei. Després d’una revisió, finalitzada el 8 de maig, l’article fou acceptat l’11 i publicat el 14.
Els ecosistemes de carboni blau es defineixen com els ecosistemes aquàtics capaços de fer d’embornal natural del CO2 atmosfèric, és a dir d’absorbir-lo i d’acumular carboni orgànic en un reservori de llarg termini. Manglars, maresmes mareals i prats d’herbes marines són els exemples més coneguts i estudiats. La capacitat d’emmagatzematge de carboni orgànic deriva de l’alta productivitat primària, és a dir d’una alta capacitat de fixar carboni inorgànic en carboni orgànic i d’acumular-lo en el mateix indret en la pròpia biomassa de l’ecosistema o en el substrat. A banda d’aquesta acumulació autòctona de carboni orgànic també poden acumular carboni al·lòcton, per exemple procedent de biomassa terrestre, de sèston (les partícules en suspensió del medi aquàtic) o de la sedimentació de matèria orgànica en descomposició. La biomassa superior de l’ecosistema, en atenuar el flux d’aigua, enforteix la sedimentació de partícules; arrels i rizomes estabilitzen els sediments i n’eviten la resuspensió. Que el substrat sigui ric en llim i argila facilita la preservació de carboni orgànic front l’acció de microorganismes descomponedors.
Els hàbitats dominats per macroalgues no formen part dels ecosistemes clàssics del carboni blau, però hi ha un interès creixent per ells. Al capdavall, són de les comunitats vegetals més productives. Ara bé, la majoria de macroalgues demanen un substrat rocós i no poden formar importants dipòsits de carboni orgànic sedimentari. Per entendre la contribució d’aquests ecosistemes resulta essencial disposar de dades que identifiquin l’origen del carboni orgànic sedimentari. L’estudi de la signatura en isòtops de carboni hi pot ajudar, però són més específiques les anàlisis basades en compostos específics, en biomarcadors o en ADN ambiental. El grup de Joeri Kaal treballà amb tècniques de piròlisi acoblades a cromatografia de gasos i espectrometria de masses (Py-GC-MS) o amb tècniques d’hidròlisi i metilació (THM-GC-MS), que poden identificar constituents macromoleculars de sediments.
El marc de Natura 2000 col·loca sota el codi 1160 entrades i badies someres grans. Aquest hàbitat és interessant des del punt de mira del carboni blau, però també és un hàbitat amenaçat pel turisme i el desenvolupament urbanístic. Les comunitats vegetals del fons d’aquestes cales i badies poden acollir boscos de macroalgues altament complexos. Gèneres com Ericaria, Gongolaria i Cystoseria creixen damunt de substrats rocosos i detrítics, al costat o fins i tot dins de prats d’herbes marines com Posidonia oceanica, Cymodocea nodosa i Zostera marina, o també entre prats de l’alga Caulerpa prolifera.
Cala Rotja i Cala Teulera
Moreda et al. han realitzat l’estudi en dues badies someres i tancades de Menorca, Cala Rotja, a la badia de Fornells, i Cala Teulera, a la badia de Maó. Aquestes cales conserven ecosistemes marins típics, amb prats d’herbes marines i boscos macroalgals dominats per G. barbata.
A Cala Rotja el mostreig es realitzà en un bosc de G. barbata (bosc I) i en un prat mixt de l’herba marina C. nodosa i de la macroalga C. prolifera.
A Cala Teulera el mostreig es va fer en un bosc de G. barbata (bosc II) i en una zona adjacent de sorra sense vegetació (sorra nua).
Les frondes de G. barbata d’aquestes localitats creixen damunt de còdols i pedres a sota del qual hi ha un substrat sorrenc. Mentre que el bosc de G. barbata creix arran de costa, la prada mixta ho fa una mica més lluny, a 40 metres de la vora.
Els mostreigs es feren en punts situats a una fondària respecte del nivell de la mar de 50 a 150 cm. Es captaven cilindres de sediment amb tubs de PVC de 100 cm de llarg i d’un diàmetre intern de 6,5 cm. Els cilindres eren segellats pels dos extrems i mantinguts en refrigeració. La compressió del sediment durant la presa de mostres era mesurada per fer una correcció posterior. També es recollien mostres de teixit dels macròfits més abundants de la zona.
Una vegada en el laboratori els tubs de PVC eren tallats i oberts per segmentar el sediment a intervals d’1 cm fins als 20 cm de fondària; a intervals de 3 cm en fondàries de 20 a 50 cm; a intervals de 5 cm en fondàries de 50 a 60 cm; i a intervals de 10 cm més enllà. Una submostra de cada segment era assecada a 60ºC fins a pes constant per fer-hi una granulometria de sediment, i per analitzar-hi la matèria orgànica, el carboni orgànic elemental i la composició isotòpica d’aquest carboni. La resta del segment i les mostres de teixit eren congelades per a fer les anàlisis de radioisòtops i de piròlisi.
Les anàlisis de radioisòtops es feien de 210Pb, 226Ra i 137Cs. Aquestes dades permetien fer un càlcul cronològic de la taxa d’acumulació de sediment.
La granulometria es feia després d’haver digerit 10 grams de mostra en un 30% de peròxid d’hidrogen.
La concentració de matèria orgànica es determinava en mostres de sediment assecades i molturades per la tècnica de pèrdua amb ignició de 450 ºC durant 4 h. La presència de carboni i la fracció de carboni-13 era determinada per espectrometria de masses EA-IRMS.
Les diferències biogeoquímiques dels hàbitats estudiats eren analitzades amb models mixtos lineals generalitzats.
Les tècniques Py-GC-MS i THM-GC-MS permeten discernir la composició molecular de la matèria orgànica.
Les taxes de sedimentació
Les dades de 210Pb i 226Ra permeten modelitzar l’edat dels sediments. Així l’edat màxima del bosc I es correspon a l’any 1956, i la del bosc II al 1948. La taxa de sedimentació des del 1950 és de 0,18 cm per any al bosc I i de 0,22 cm al bosc II.
La biogeoquímica dels sediments
Els diferents hàbitats difereixen pel que fa als sediments en densitat, contingut de carboni orgànic i proporció de llim i argila.
L’origen de les reserves de carboni orgànic dels sediments
Els senyals compartits entre les mostres de macròfits i les mostres de sediments es corresponen a polisacàrids (furans, furaldehids, ciclopentenones, pirans, anhidrosucres), biopolímers nitrogenats (proteïna, quitina, pirrols, piridines, cianobenzens, indols, dicetopiperazines), compostos alifàtics de cadena polimetilènica (alcans, alquens, àcids grassos, ftadiens), lignina (4-vinilfenol, guaiacols, siringols), fenols, hidrocarburs aromàtics (benzè i toluè), etc.
Per exemple, la presència de productes de lignina en el sediment indica una contribució de C. nodosa. El sediment del bosc II és el més ric en aquests productes, seguit de la prada mixta, mentre que són pràcticament absents en la sorra nua i en el bosc I.
En avaluar la participació de cada espècie en la formació de sediment no és possible utilitzar marcadors absoluts. Ara bé, si hom compta la suma de compostos detectats per THM-GC-MS és possible constatar que C. nodosa és la principal espècie aportadora del carboni orgànic sedimentat.
La fracció de carboni-13 dels sediments permet estimar que en la sorra nua, el principal contribuent és el sèston. A la prada mixta l’origen principal rau en macroalgues i herba marina.
Un reservori de carboni de consideració
Moreda et al. mostren que boscos macroalgals de badies tancades i poc fondes de la Mediterrània són capaços d’emmagatzemar i acumular a llarg termini carboni orgànic. Els boscos de G. barbata que han analitzat poden acumular entre 3,2 i 3,8 kg de carboni orgànic per metre quadrat, i ho han fet amb una taxa de 13-18 grams per metre quadrat i any. No són valors gaire diferents als que ofereixen els prats de P. oceànica.
L’estoc de carboni orgànic més elevat trobat a les cales analitzades es correspon a la prada mixta de C. prolifera i C. nodosa. Aquestes espècies són rizofítiques, de manera que vehiculen directament part del carboni orgànic que fixen en el sòl. A més, la lignina de C. nodosa contribueix al segrestament a llarg termini de carboni orgànic en el sediment, ja que en condicions anaeròbies hi ha pocs microorganismes que puguin digerir-la.
L’estoc de carboni orgànic més baix es troba en la sorra nua. La deposició és menys favorable en aquest entorn.
Sumades les contribucions de les macroalgues C. prolifera i G. barbata hom constata la seva importància com a segrestadores de carboni. Cal recordar que C. prolifera és tòxica per a la majoria d’herbívors, la qual cosa afavoreix la deposició de les frondes mortes. En el cas de G. barbata, com en altres algues brunes, l’abundància de fenols i de fucoidans ajuda a preservar les frondes mortes en el sediment. G. barbata, a més, és un alga molt frondosa, perenne i longeva. Els seus aerocists afavoreixen el transport de fragments arrencats.
Moreda et al. acaben amb una crida a la conservació i restauració dels boscos macroalgals de la Mediterrània, ni que sigui per aquest servei ecosistèmic d’embornal de carboni.
Lligams:
– Role of macroalgal forests within Mediterranean shallow bays in blue carbon storage. Uxue Moreda, Inés Mazarrasa, Emma Cebrian, Joeri Kaal, Aurora M. Ricart, Eduard Serrano, Oscar Serrano. Sci. Total Environ. 173219 (2024).
Des de la Mediterrània 