Monitorización multiescalar de flujos biogeoquímicos y producción primaria en sistemas costeros someros: el efecto del forzamiento físico y del cambio climático
PID2023-146617OB-I00 «Proyectos I+D+i» 2020 – Modalidad «Retos» y «Generación de conocimiento» // IP: Sokratis Papaspyrou /Irene Laiz (267.000 €)
Resumen del proyecto
Los ecosistemas costeros poco profundos albergan una alta biodiversidad y proveen numerosos servicios ecosistémicos. Su alta productividad se debe en parte a su alta variabilidad ambiental y a la diversidad de productores primarios, desde el fitoplancton hasta las microalgas bentónicas (microfitobentos, MPB) que habitan en las marismas intermareales y las zonas submareales fóticas. En algunos ecosistemas, como la Bahía de Cádiz interna (BoC), el MPB comparte los sedimentos fóticos submareales con praderas dispersas de fanerógamas y macroalgas que se distribuyen a lo largo del continuum intermareal-submareal bajo diversos forzamientos físicos, como la interacción entre las mareas y el fotoperiodo. Esto podría hacer que esas comunidades sean afectadas de manera distinta por el cambio climático, incluidos los eventos extremos como olas de calor y fuertes vientos, que alterarán la hidrodinámica, la carga de sedimentos resuspendidos, la temperatura y la disponibilidad de la luz.
A pesar de la importancia local y global de estos ecosistemas, el conocimiento sobre su funcionamiento ecológico y biogeoquímico sigue estando fragmentado, con hábitats y comunidades (intermareal, submareal, sedimento, praderas de fanerógamas, etc.) estudiados de forma independiente y dispersa espacialmente. Por ello, la producción primaria del sistema completo, el metabolismo neto y los ciclos biogeoquímicos de C y N no están bien cuantificados, ni tampoco el efecto del forzamiento físico sobre ellos a diferentes escalas espaciotemporales.
MULTIFLUX tiene como objetivo cuantificar los procesos biogeoquímicos, incluido el acoplamiento bentónico-pelágico, en diferentes hábitats y escalas, usando la BoC como caso de estudio, mediante el uso integrado de enfoques y herramientas científicos de vanguardia.
Más específicamente, combinará
1) experimentos de laboratorio para ver el efecto de las olas de calor y la turbulencia inducida por el viento en la resuspensión del MPB, el metabolismo neto y el intercambio de nutrientes entre el sedimento y la columna de agua;
2) medidas in situ de producción primaria y metabolismo neto con microsensores de O2, cámaras bentónicas y una novedosa técnica, Aquatic Eddy Covariance (AEC), que permite integrar flujos a través de escalas
espaciotemporales mayores;
3) monitoreo de alta resolución espacial y temporal de variables fisicoquímicas y biológicas (temperatura del agua y sedimento, distribución granulométrica, turbidez, corrientes, biomasa de MPB y fitoplancton, etc.) mediante una boya multiparamétrica, drones (agua y aire) y satélites; y
4) el desarrollo de un modelo físico-biológico acoplado, capaz de integrar las variables mencionadas anteriormente y sus interacciones a múltiples escalas para pronosticar el impacto del cambio climático en la productividad del sistema completo de la BoC, centrado en el MPB y fitoplancton.
Mediante el estudio exhaustivo del continuo intermareal-submareal,
este proyecto mejorará nuestro conocimiento y la capacidad de modelado y predicción de los efectos del forzamiento físico en condiciones climáticas normales y extremas en la BoC. Además de la producción científica, la información resultante y el modelo físico biológico serán de valor para el Parque Natural Protegido de la BoC y la Autoridad Portuaria de Cádiz. Además, la transferencia de conocimiento beneficiará directamente a dos PYMES. Finalmente, el entorno de colaboración internacional será ideal para formar a un joven investigador en biogeoquímica costera y específicamente en AEC.
Participantes
Nacionales
Dr. S. Papaspyrou
Dra. I. Laiz
Dr. A. Corzo
Dr. M. Bethencourt
Dra. S. Haro (UMA)
Dr. CJ Gonzalez (HIM)
Internacionales
Dr. Ronnie Glud (Southern Denmark Univ., DK)
Dr. Karl Attard (Southern Denmark Univ., DK),
Dr. Vicente Le Fouest (Univ. la Rochelle, FRA),
Dr. Cindy Smith (University of Glascow, UK)
Resultados previos relevantes:
Haro, Sara; Bruno Jesus; S. Oiry; Sokratis Papaspyrou; Miguel Lara; Carlos José González; Alfonso Corzo. Microphytobenthos Spatio-Temporal Dynamics across an Intertidal Gradient Using Random Forest Classification and Sentinel-2 Imagery. Science of The Total Environment: 149983. 10.1016/j.scitotenv.2021.149983.
Carrasco Navas-Parejo, Juan Carlos; Alfonso Corzo, Sokratis Paspapyrou. Seasonal cycles of phytoplankton biomass and primary production in a tropical temporarily open-closed estuarine lagoon—The effect of an extreme climatic event. Science of the Total Environment. 723. 138014 10.1016/j.scitotenv.2020.138014
Haro, Sara; Miguel Lara, Carlos José González, Irene Laiz, Julio Bohórquez, Emilio García-Robledo, Alfonso Corzo and Sokratis Papaspyrou. (2020) Microbenthic metabolism and sediment biogeochemistry along the intertidal in the Cádiz Bay. Frontiers in Marine Science 7: 39, 3389/fmars.2020.00039
