Cuantificación y procedencia de los intercambios de CO2 en un ecosistema carbonatado mediante la técnica de eddy covariance y el análisis de los isótopos estables de carbono

Abstract

Los intercambios de CO2 entre atmósfera y ecosistemas, así como los procesos que intervienen en dichos intercambios, son de vital interés para la caracterización del ciclo global del carbono y la repercusión del calentamiento global sobre estos ecosistemas naturales. En ecosistemas de origen carbonatado, los procesos biológicos de fotosíntesis y respiración interactúan con procesos de ventilación de cavidades y de disolución y precipitación de carbonatos que pueden incluso dominar el intercambio de CO2 en determinadas épocas del año. En este trabajo, se usó la técnica de eddy covariance junto con análisis de los isótopos estables de carbono y medidas de flujo de CO2 de suelo y otras variables meteorológicas, para determinar la procedencia del CO2 intercambiado. Los resultados obtenidos demuestran que el ecosistema actúa como sumidero o fuente de CO2 en función de las condiciones meteorológicas y la época del año. Bajo condiciones óptimas de temperatura y recursos hídricos, la huella isotópica del carbono (δ13C) del aire alcanza valores muy negativos indicando un origen biológico del intercambio. En épocas de sequía y senescencia biológica estos procesos se reducen considerablemente. La atmósfera externa y la cavidad toman valores de δ13C muy similares indicando un alto grado de ventilación de la cavidad.

Net CO2 fluxes in different terrestrial ecosystems and their determinant processes are keys to characterizing the global carbon cycle and to assessing global warming effects on ecosystems. Over carbonate ecosystems biological processes interact with geochemical and ventilation processes in the ecosystem behaviour related with the carbon cycle and can, at least temporarily, dominate the terrestrial carbon exchange with the atmosphere. Here we used the eddy covariance technique together with stable carbon isotopes and soil CO2 fluxes and meteorological measurements to characterize the underlying processes. The carbonate ecosystem acted as a net source or sink of CO2 according to differences in meteorological variables. Under optimal conditions of temperature and water the isotopic composition of the CO2 (δ13C) reached minimum values suggesting a major contribution of biological processes. During dry periods and extremely high temperatures the contribution of such biological processes decreases substantially. Ventilation processes can contribute in the measured CO2 exchange due to similar values of δ13C in the external air and the cavity.