El proyecto permitirá avanzar los avances pertinentes en la comprensión de la conexión entre la temperatura y la dinámica C del suelo en las tierras agrícolas. Esta investigación tiene posibles aplicaciones en la identificación de prácticas agrícolas sostenibles que pueden reducir el impacto ambiental de la producción de alimentos mientras se mantienen o aumentan los rendimientos. También contribuirá a las estrategias de adaptación para el cambio climático, modelando el impacto de los escenarios climáticos futuros en los procesos de ciclo de carbono. Por último, puede ayudar a mejorar la comprensión del ciclo global del carbono a través de posibles aplicaciones de los resultados de la investigación en la mejora de los modelos del sistema terrestre.
Las turberas escocesas son reservas profundas, expansivas y cruciales de carbono. Cubren alrededor del 20% de la tierra, pero contienen más de la mitad del carbono total almacenado en todos los suelos escoceses. Los daños a estos frágiles ecosistemas, a través del drenaje, la perturbación física o la quema, alteran su equilibrio ecológico y dan lugar a la liberación amplificada de carbono almacenado a través de las emisiones de gases de efecto invernadero. La gestión y restauración cuidadosas de estos valiosos recursos naturales es una de las principales estrategias de Escocia para lograr emisiones netas de gases de efecto invernadero para 2045. Los microorganismos desempeñan un papel vital en la ecología de las turberas y en la liberación de gases de efecto invernadero. Este proyecto estudiará la relación entre la microbiota de la turba, su entorno y la formación y destino de los gases de efecto invernadero en paisajes de turba sanos, dañados y restaurados. Abordará una brecha crítica en nuestro conocimiento actual de estos sistemas, que equipará mejor las estrategias de gestión y restauración, mejorando el éxito de los futuros proyectos de turberas escocesas.
En el fondo, en capas de turba asincidas y hambrientas de oxígeno, el metano (CH4), un potente gas de efecto invernadero, se produce cuando la materia orgánica es consumida por microorganismos metanogénicos. Más arriba, donde hay oxígeno disponible, los metanotrofos pueden convertir el CH4 difuso y de movimiento lento en el gas de efecto invernadero menos potente pero más abundante, el dióxido de carbono (CO2; 34 veces menos potente), antes de que se libere a la atmósfera. Por el contrario, CH4 que burbujea hasta la superficie por ebullición se mueve demasiado rápido para ser oxidado por metanotrofos, y por lo tanto se libera a la atmósfera sin cambios. La ecología microbiana de los sistemas de difusión y ebullición aún no ha sido reportada, y el impacto del daño en ellos y su capacidad para ser restaurado a su condición microbiana original es aún desconocido.
Los principales objetivos de este proyecto serán: 1) Comparar la composición microbiana y la actividad de los sistemas de turba saludable muestreados a partir de sitios de difusión y ebullición de CH4. 2) Investigar el impacto de la destrucción de turberas en la estructura comunitaria microbiana y la actividad de ciclo de gases de efecto invernadero. 3) Determinar la eficacia de los proyectos de restauración de turberas en la restauración de la composición y actividad microbiana a los estados anteriores esperados.
Este proyecto adoptará una serie de técnicas multidisciplinarias para establecer la composición, la actividad y los impulsores de la microbiota de ciclo de gases de efecto invernadero dentro de los sitios de objetivo de turba de difusión y ebullición CH4, en los sitios de turba dañados y en los sitios del proyecto de restauración de turba en Escocia. Se utilizarán los siguientes enfoques:
1) Mediciones de flujo de gases de efecto invernadero desde una amplia gama de sitios objetivo 2) Análisis de la composición de gases de efecto invernadero y desarrollo de perfiles potenciales redox 3) Perfilado de composición comunitaria microbiana y análisis de potencial funcional utilizando técnicas de biología molecular 4) Vincular la actividad de ciclo de carbono a la microbiota a través de sondeos de isótopos estables 5) Análisis de impacto de los daños causados por las turberas a la ecología microbiana de estos sistemas
