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Hábitats costeros, defensas contra el cambio climático

Hábitats costeros, defensas contra el cambio climático

por Daniela Guadalupe Medina Euan •  Tania Cecilia Cota Lucero  •  Jorge Alfredo Herrera Silveira | Oct 25, 2023 | Espejo, No. 7 Océano y Cambio Climático

Hace tiempo, durante un viaje a Dzilam de Bravo, Yucatán, observamos “arbustos”, “zacate” y un cierto color en el agua de la costa. Luego de estar en contacto con estos elementos por varios días surgió una duda: ¿acaso tienen alguna función? Años después, estudiamos biología y entendimos la importancia de los ecosistemas costeros.

Éstos proveen servicios ambientales (Figura 1) y están ubicados en los límites entre la tierra y el mar. En zonas tropicales están conformados por manglares (lo que años atrás identificamos como “arbustos”), pastos marinos (lo que a nuestros ojos inexpertos era “zacate”), macroalgas y, en la columna del agua, se conforman por el fitoplancton (aquel “color en el agua” que llamaba nuestra atención). Estos ecosistemas están interconectados por el sistema hidrológico (superficial o subterráneo).

Figura 1. Servicios ambientales de los hábitats costeros.

Los manglares son árboles y arbustos distribuidos en regiones tropicales y subtropicales, adaptados para vivir en ambientes inundados (temporal o permanentemente). La estructura del manglar está determinada por la hidrología, nutrientes, sedimento y la salinidad del agua.

Contiguo a los manglares, están los pastos marinos: plantas submarinas que producen flores y están fijas al suelo por medio de un sistema de rizomas y raíces. Además, comparten sustrato con macroalgas que también son organismos fotosintéticos, pero no tienen raíces, ni generan flores. Su distribución espacial está en función de la disponibilidad de luz, nutrientes, salinidad y temperatura en la columna de agua.

Los manglares, pastos marinos, macroalgas y el fitoplancton son guardianes del cambio climático.

En lo que respecta al fitoplancton, se trata de plantas microscópicas (microalgas) no visibles a simple vista cuya identificación requiere el uso del microscopio. Se compone por grupos que se diferencian en tamaño, pigmentos fotosintéticos (clorofilas), etc. Entre los más importantes están las diatomeas y los dinoflagelados (Figura 2).

Figura 2. Grupos presentes en los hábitats costeros. Fuente: Laboratorio de Producción Primaria-CINVESTAV. Autores: Tania C. Cota Lucero, Fanny Merino Virgilio, Silvia A. Ramirez-García.

Estos grupos son los principales productores primarios de los ambientes marino-costeros, e intervienen en la regulación de gases atmosféricos como el dióxido de carbono (CO2). Producto de la respiración biológica y de la quema de combustibles fósiles (gas, petróleo, cemento, etc.), el CO2 es inorgánico y en altas concentraciones resulta tóxico para los seres vivos. 

Dado que estas materias primas son esenciales para subsistir en nuestra vida cotidiana, las emisiones de CO2 han incrementado y llegan a la atmósfera, lo que acelera los efectos del cambio climático: aumento en la temperatura, derretimiento de glaciares, pérdida de biodiversidad, variaciones en los patrones de precipitación y aumento en los eventos hidrometeorológicos en todo el mundo.

Para reducir los efectos del cambio climático, se ha planteado estudiar el papel de los ecosistemas costeros como sumideros de CO2 en forma de Corg, conocido como “carbono azul”. De la misma manera en la que lo hace cualquier planta, estos organismos llevan a cabo la fotosíntesis (para elaborar su propio alimento, crecer y reproducirse), proceso mediante el cual los productores primarios capturan CO2 que pasa de forma oxidada a forma reducida en carbohidratos (Corg).

Para realizar la fotosíntesis, se necesita la presencia de luz solar, CO2, agua (H2O) y pigmentos (clorofila-a), los cuales le proporcionan su color verde. El Corg es almacenado como células, hojas y raíces (biomasa viva). Como producto secundario y no menos importante, generan más del 50% del oxígeno que respiramos.

Intervienen en la regulación de gases atmosféricos como el dióxido de carbono.

Es importante mencionar que, además de la fotosíntesis, también respiran y producen CO2 que vuelve a la atmósfera. Al morir, los tejidos de estos organismos se convierten en materia orgánica que se acumula en los sedimentos y suelo, donde finalmente es degradada por microorganismos y almacenada en forma de Corg enterrado durante décadas o milenios, llegando a ser hasta 18% del carbono que se almacena el océano.

Estos microorganismos, que viven en el suelo, influyen en el flujo de CO2 a la atmósfera mediante la respiración y la producción de metano, principalmente cuando sus ecosistemas están degradados. 

El Laboratorio de Producción Primaria (LPP) del Cinvestav-Mérida1 estudia estos hábitats costeros y genera datos, información y conocimiento del almacén y flujo de carbono, lo cual permite mejorar las estrategias de manejo de estos ecosistemas como áreas naturales protegidas (ANP), y obtener datos precisos que ayuden a reducir los efectos del cambio climático. Uno de los sitios de monitoreo es la reserva Estatal de Dzilam de Bravo, la cual se encuentra en la costa norte de la Península de Yucatán.

Con datos generados en el LPP se realizó un perfil de captura de CO2 y almacén de Corg de estos hábitats en Dzilam de Bravo (Figura 3). El ecosistema que captura más CO2 es el manglar (5.5 Mg CO2 ha-1 año-1), también tiene mayor almacén de Corg (74%), el 53% contenido en el suelo y 21% en su biomasa viva. 

Figura 3. Intercambio de carbono de los hábitats costeros en la Reserva Estatal de Dzilam de Bravo, Yucatán. Elaboración propia.

Los pastos marinos almacenan el 26.9% de carbono, entre su biomasa aérea y subterránea (0.9%) y el sedimento (26%). El fitoplancton tiene menor almacén con < 0.001%, sin embargo, su importancia está en los flujos de CO2 (captura-emisión) debido a sus altas tasas de reproducción. Este carbono almacenado equivale a las emisiones generadas por 10 mil 363 personas en un año, convirtiendo a estos hábitats en guardianes del cambio climático.

La actividad humana trae como consecuencia la degradación de estos hábitats.

Si bien los manglares, pastos marinos, macroalgas y el fitoplancton son importantes para la producción de oxígeno y disminución del CO2 en la atmósfera, se encuentran en constante riesgo. La actividad humana como la contaminación del agua, el cambio de uso del suelo (construcción de hoteles en zona de manglar, por ejemplo), los daños físicos ocasionados al pasto marino por las hélices de las lanchas, etc. trae como consecuencia la degradación de estos hábitats, la reducción de provisión de servicios ambientales a las comunidades costeras, así como impactos negativos en la seguridad alimentaria y salud.

Esta degradación de hábitats críticos (se ha degradado más del 30% de manglares y pastos en el mundo durante los últimos 20 años) es preocupante, ya que por estos impactos directos se emite CO2 que acelera el cambio climático, convirtiéndose en un proceso de retroalimentación negativa.

Debido a que gran parte del Corg producido por estos grupos es consumido y respirado por otros organismos, estos hábitats desempeñan un papel importante en las redes tróficas y los ciclos biogeoquímicos; por lo que, cualquier disminución o cambio en la dominancia natural de las especies de esta comunidad, puede afectar negativamente en el equilibrio de los ecosistemas marinos y costeros. Para mitigar este problema se están implementado proyectos de investigación básica y aplicada de restauración de ecosistemas, en particular de los manglares, en colaboración con la Dra. Claudia Teutli de la Escuela Nacional de Estudios Superiores de la UNAM en Mérida.

Lecturas recomendadas

Cota-Lucero, T. C y Herrera-Silveira, J. A. (2021). Seagrass contribution to blue carbon in a shallow karstic coastal area of the Gulf of Mexico. PeerJ, 9, e12109.

Medina-Euán, D. G. (2019). Variación espacio-temporal del fitoplancton en Dzilam de Bravo (Yucatán, México) [Tesis de licenciatura]. Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias. Universidad Autónoma de Yucatán. 45 pp.

Moreno-Martínez, A. (2022). Captura de carbono en suelo superficial de manglares restaurados en ambiente kárstico en la costa Norte de Yucatán [Tesis de Maestría]. Departamento de Recursos del Mar, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados. Mérida, Yucatán. 159 pp.

Daniela Guadalupe Medina Euan

Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional

Tania Cecilia Cota Lucero

Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional

Jorge Alfredo Herrera Silveira

Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional

  1. Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional.
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