Impacto de la variabilidad ambiental en zonas acuáticas someras: Efecto sobre el metabolismo neto y flujos sedimento-agua en la zona intermareal.

La variabilidad ambiental que se produce a distintas escalas temporales, desde ciclos estacionales hasta eventos extremos como olas de calor y temporales de viento, condiciona ampliamente la biogeoquímica de los sedimentos someros e intermareales. Esta tesis integra tres estudios complementarios para evaluar cómo los factores físicos controlan el metabolismo neto y los flujos sedimento-agua en ecosistemas costeros someros del suroeste de España. En un primer estudio, se evaluó la producción primaria bentónica y la dinámica del nitrógeno en sedimentos intermareales del estuario del río Guadalquivir, sistema con gran turbidez y elevada carga de nitrato, a lo largo de un ciclo anual. Los flujos sedimento-columna de agua de oxígeno y nitrógeno inorgánico disuelto (amonio, nitrato y nitrito), junto a perfiles verticales de concentración de pigmentos fotosintéticos, carbono orgánico y concentración de nutrientes en el agua intersticial, mostraron que el microfitobentos mantiene los sedimentos intermareales de la desembocadura y del tramo medio con un metabolismo neto autotrófico, con picos de producción invernales a pesar de observarse una mayor irradiancia en verano. La demanda de amonio por parte del microfitobentos explicó su alta captación, mientras que la absorción de nitrato se debe posiblemente a altas tasas de desnitrificación. Así, la desnitrificación superó en gran manera la reducción de hierro y sulfato como vía principal de mineralización anaerobia, aunque este se vio sobrepasado por la captación de nitrógeno del microfitobentos, subrayando el papel central de las microalgas bentónicas en el reciclaje de nutrientes estuarinos. En un segundo estudio, se analizaron los efectos de temperaturas extremas, simulando una ola de calor (10-42ºC) sobre el metabolismo neto, el ciclo de nutrientes y el intercambio de gases de efecto invernadero mediante incubaciones de testigos de sedimento y microperfiles de oxígeno en sedimentos de la zona de la Bahía de Cádiz. La exposición prolongada a altas temperaturas aceleró la respiración y alteró el ciclo del nitrógeno. Mientras que un incremento moderado de temperatura potenció la nitrificación y el flujo de nitrito hacia la columna de agua, temperaturas superiores a 34ºC favorecieron procesos anaerobios como desnitrificación o DNRA. Los análisis metagenómicos mostraron un aumento de genes de desnitrificación y de metanógenos termotolerantes en los tratamientos de mayor temperatura. El flujo de óxido nitroso hacia la columna de agua alcanzó su máximo a temperaturas intermedias, disminuyendo en temperaturas superiores, mientras que las emisiones de metano aumentaron de manera exponencial con la exposición a temperaturas ascendentes. Estos resultados sugieren que olas de calor de mayor magnitud y más prolongadas en el tiempo pueden cambiar la naturaleza de los sedimentos someros, invirtiendo su comportamiento como sumidero de dióxido de carbono, óxido nitroso y metano, convirtiéndolos zonas de gran emisión de estos gases. En un último estudio, investigamos la respuesta biogeoquímica a la variabilidad ambiental causada por un fuerte temporal de viento en la parte interna de la Bahía de Cádiz. Se hicieron muestreos antes, durante y después al evento extremo de viento en varios puntos del saco interno de la Bahía, uno con fondo más arenoso y otro más fangoso. Los datos revelaron picos transitorios de sólidos totales en suspensión, clorofila-a y nutrientes disueltos en la columna de agua, demostrando un acoplamiento en los compartimentos bentónico y pelágico. Paralelamente, la penetración de oxígeno, el metabolismo neto y las concentraciones de nutrientes en el agua intersticial mostraron alteraciones significativas, reflejando así procesos de resuspensión y cambios hidrodinámicos. Además, las imágenes de satélite confirmaron heterogeneidad espacial en la exportación de material y nutrientes, con incrementos de hasta 3.6 veces la exportación hacia aguas costeras adyacentes. Estos estudios demuestran que los sedimentos intermareales someros presentan flujos de carbono, nitrógeno y oxígeno muy dinámicos y acoplados, regulados tanto por perturbaciones graduales como por eventos bruscos. Al integrar experimentos de laboratorio, observaciones de campo anuales, biología molecular y teledetección, esta tesis aporta un avance sustancial en la comprensión de cómo la variabilidad climática y las presiones antropogénicas modulan la función de los ecosistemas costeros y sus balances de gases de efecto invernadero.

Author dc:creator

• Pérez Rodríguez, Valle

Advisors dc:contributor.advisor

• Corzo Rodríguez, Alfonso
• García Robledo, Emilio Guillermo

• Cambio climático
• Oceanografía biológica
• Microbiología
• Fotosíntesis

Statement dc:rights

• Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Language dc:language.iso

eng

Handle dc:identifier.uri

http://hdl.handle.net/10498/38387

OAI identifier oai:identifier

oai:rodin.uca.es:10498/38387