Blue carbon and nitrogen sequestration capacity of restored zostera marina meadows in the Arrábida Natural Park

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Herrero Fernández, Ángela
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.1/19832
Resumo: Seagrass meadows are coastal ecosystems situated almost throughout all of the world’s coastlines. They provide important ecosystem services such as coastal protection, nutrient cycling, pathogen reduction and provision of nursery grounds, among others. They share the ability of mangroves and tidal salt marshes to sequester carbon from the atmosphere and water column and to store it into their biomass and into the soil. Moreover, seagrasses enhance nitrogen burial within the sediment, creating a natural filter that improves water quality. Despite the benefits that seagrass meadows provide to human well-being, they are experiencing a global decline due to coastal development and increased water pollution, among other threats. Restoration of seagrass meadows can be a global feasible strategy to mitigate climate change by restoring their role as carbon and nitrogen sinks, compensating anthropogenic CO2 emissions and excessive nitrogen loads, while preserving these important ecosystems. However, information about the effectiveness of these projects on C and N sequestration service recovery is still needed. This study analyzed sediment biogeochemistry and sedimentary organic carbon (OC) and total nitrogen (TN) stocks within natural and open coast restored Zostera marina meadows in the Portuguese coast. The comparison between sites revealed that the amount of OC and TN deposited in the sediment, slightly increased through time although differences between natural and restored sedimentary stocks were not significant. Higher mud percentage was found within the superficial sediment layers of natural meadows pointing out that the simpler structure and higher hydrodynamics conditions of restored meadows, influence deposition of fine sediment. Further research will analyze the causes of variability and establish accurate sediment accretion rates, leading to a more complete evaluation of the restored seagrass meadows in recovering their ecological function as carbon and nitrogen sinks.
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spelling Blue carbon and nitrogen sequestration capacity of restored zostera marina meadows in the Arrábida Natural ParkBlue carbonNitrogenSeagrassRestorationCarbon sequestrationDomínio/Área Científica::Ciências Naturais::Outras Ciências NaturaisSeagrass meadows are coastal ecosystems situated almost throughout all of the world’s coastlines. They provide important ecosystem services such as coastal protection, nutrient cycling, pathogen reduction and provision of nursery grounds, among others. They share the ability of mangroves and tidal salt marshes to sequester carbon from the atmosphere and water column and to store it into their biomass and into the soil. Moreover, seagrasses enhance nitrogen burial within the sediment, creating a natural filter that improves water quality. Despite the benefits that seagrass meadows provide to human well-being, they are experiencing a global decline due to coastal development and increased water pollution, among other threats. Restoration of seagrass meadows can be a global feasible strategy to mitigate climate change by restoring their role as carbon and nitrogen sinks, compensating anthropogenic CO2 emissions and excessive nitrogen loads, while preserving these important ecosystems. However, information about the effectiveness of these projects on C and N sequestration service recovery is still needed. This study analyzed sediment biogeochemistry and sedimentary organic carbon (OC) and total nitrogen (TN) stocks within natural and open coast restored Zostera marina meadows in the Portuguese coast. The comparison between sites revealed that the amount of OC and TN deposited in the sediment, slightly increased through time although differences between natural and restored sedimentary stocks were not significant. Higher mud percentage was found within the superficial sediment layers of natural meadows pointing out that the simpler structure and higher hydrodynamics conditions of restored meadows, influence deposition of fine sediment. Further research will analyze the causes of variability and establish accurate sediment accretion rates, leading to a more complete evaluation of the restored seagrass meadows in recovering their ecological function as carbon and nitrogen sinks.As ervas marinhas são angiospermas marinhos distribuídos ao longo de águas rasas, de latitudes subárticas a tropicais em todo o mundo, formando extensas pradarias quando as condições são adequadas. Assim como outros ecossistemas costeiros com vegetação, como os mangais e os sapais, as ervas marinhas são um dos ecossistemas mais diversos e produtivos do planeta. Esses ecossistemas suportam uma grande diversidade e são fontes essenciais de alimento para espécies ameaçadas de extinção, como dugongos e tartarugas verdes. Eles fornecem importantes serviços ecossistémicos, como proteção costeira, ciclos de nutrientes, redução de organismos patógenios e habitat para rerodução e desenvolvimento de estados larvares e juvenis, entre outros. Assim como outros habitats costeiros com vegetação (mangais e sapais), as ervas marinhas são conhecidas como ecossistemas de Carbono Azul (BC) devido à sua capacidade de capturar carbono orgânico e armazená-lo no solo, na biomassa viva acima do solo, na biomassa viva abaixo do solo e dentro da biomassa não viva. As condições anóxicas e a diminuição da exposição à erosão nos sedimentos das ervas marinhas permitem um sequestro de carbono mais longo em comparação com os habitats terrestres. Além disso, os baixos níveis de oxigénio aumentam o soterramento de azoto no sedimento, criando um filtro natural que melhora a qualidade da água, removendo as quantidades excessivas de azoto que podem aumentar o risco de proliferação de algas e eutrofização. A estrutura dos prados aumenta a atenuação da corrente e o aprisionamento de partículas, levando à deposição de matéria orgânica produzida dentro e fora do habitat das ervas marinhas. A presença de ervas marinhas promove a sedimentação de sedimentos finos, capazes de reter maiores quantidades de material orgânico e, portanto, de carbono orgânico e azoto. Apesar da tendência de recuperação observada em alguns locais, as ervas marinhas ainda estão diminuindo em muitos lugares devido a eventos climáticos extremos, doenças naturais, danos mecânicos, desenvolvimento costeiro e diminuição da qualidade da água. A deterioração desses importantes habitats pode levar à perda da função de filtro de azoto costeiro, à libertação de carbono anteriormente acumulado no sedimento e reduzir sua capacidade de sequestro. O número de iniciativas que tentam proteger esses ecossistemas tem crescido em todo o mundo e, recentemente, o restauro de prados de ervas marinhas tem sido considerado uma estratégia viável para mitigar as mudanças climáticas, restaurando seu papel como sumidouros de carbono e azoto, compensando as emissões antropogênicas de CO2 e cargas excessivas de azoto. Uma combinação de parâmetros de ervas marinhas externos (número e intensidade de estressores, ambiente físico) e internos (taxa de crescimento, ciclo de reprodução, comprimento da folha) afetam a eficácia da restauração e existe incerteza quanto ao potencial de recuperação da capacidade de sequestro de carbono e nitrogênio. Portanto, evidências sobre os fatores que afetam o restauro de ervas marinhas e sua influência na recuperação dos serviços ecossistêmicos ainda são necessárias. A decorrer desde 2007, o programa Biomares teve como objetivo a recuperação e gestão da biodiversidade do Parque Marinho Professor Luiz Saldanha, uma AMP (Área Marinha Protegida) pertencente ao Parque Natural da Arrábida. Aqui, a Zostera marina estava em declínio desde os anos oitenta e o último prado foi avistado em 2006. O restauro começou em 2007 com transplantes, no entanto, as fortes tempestades durante o inverno de 2009/2010 removeram as plantas do restauro e apenas a maior das manchas plantadas anteriormente, sobreviveu até hoje. Em 2017, foi plantada outra pradaria com origem na Ria Formosa, que é uma lagoa costeira mesotidal localizada 250 km a sul da Arrábida. Situada a 5km do local de restauração está a Ponta do Adoxe, um dos poucos locais em Portugal onde ainda podem ser encontrados os prados da Z. marina, e que também serviu de dadora mas não persistiu, ao contrário da Ria Formosa. O projecto de recuperação de ervas marinhas no Parque Marinho da Arrábida oferece uma excelente oportunidade para estudar como se recuperam os serviços ecossistémicos de Z. marina ao longo do tempo. Este estudo investigou a capacidade dos prados restaurados na Arrábida de recuperarem a sua capacidade de sequestro de carbono azul e azoto. As análises geoquímicas foram realizadas em amostras de sedimento coletadas em prados naturais (doadores e nas proximidades) e aquelas revegetadas há 3 e 10 anos. Todos os parâmetros estudados mostraram valores mais elevados em prados naturais, embora os resultados indiquem que as diferenças na biogeoquímica dos sedimentos entre prados naturais e restaurados diminuem com o tempo. O carbono orgânico sedimentar e os stocks de azoto total estão dentro da gama descrita em estudos anteriores para outros prados de Z. marina, e não mostraram diferenças significativas entre os locais. As taxas de acumulação de sedimentos foram estimadas de maneira qualitativa e não muito rigorosa devido à falta de dados. Pesquisas futuras irão analisar as causas da variabilidade e estabelecer taxas de acúmulação de sedimentos precisas, levando a uma avaliação mais completa dos prados de ervas marinhas restaurados na recuperação de sua função ecológica como sumidouros de carbono e azoto.Santos, RuiBarrena de los Santos, CarmenSapientiaHerrero Fernández, Ángela2023-07-17T10:50:33Z2021-11-182021-11-18T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.1/19832TID:202807711enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-24T10:32:23Zoai:sapientia.ualg.pt:10400.1/19832Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:09:23.248586Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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