Sedimentary molecular and isotopic markers of intertidal vegetation - a tool for coastal monitoring

Resumen

Los humedales costeros que albergan ecosistemas de manglares y marismas se clasifican como uno de los ecosistemas más productivos de la Tierra. Han sido reconocidos como sitios de producción de materia orgánica (MO), reciclaje y sumideros de carbono a largo plazo para el CO2 atmosférico.Los estuarios y las lagunas costeras contienen MO sedimentaria de una variedad de fuentes autóctonas, alóctonas y antropogénicas. Las complejas condiciones hidrodinámicas, unidas a las múltiples fuentes de MO, complican la comprensión de los procesos, responsables de la preservación y degradación de MO en estos entornos.Todavía hay preguntas importantes sobre el destino final de la MO en humedales costeros con vegetación y sedimentos. Los principales objetivos de este trabajo se centraron en cómo los diferentes tipos de vegetación en los humedales costeros controlan la dinámica de la materia orgánica en un estuario de manglares tropicales y en los estuarios de marismas y lagunas costeras subtropicales. Además, se aplicaron técnicas de geoquímica orgánica isotópica y molecular para reconstruir los cambios en el nivel del mar del Holoceno junto con los procesos de transporte y deposición de materia orgánica en un estuario de manglares tropicales. Para este propósito, se estudiaron las características sedimentarias de la MO en el estuario de Potengi (Noreste de Brasil), el estuario del Río Guadiana (Suroeste de Portugal) y la laguna costera de Ría Formosa (Sur de Portugal) a través de diversas técnicas geoquímicas orgánicas, especialmente análisis del volumendel isótopo δ13C y lapirólisis de biomarcadores. La cromatografía de pirólisis de gases y la espectrometría de masas (Py-GC / MS) sonherramientas analíticas rápidas que se utilizan para caracterizar la composición macromolecular de MO. Esta tesis proporciona información más profunda sobre la composición isotópica y molecular de la materia orgánica sedimentaria y los procesos diagenéticos tempranos en los entornos sedimentarios en los humedales costeros tropicales y subtropicales. La pirólisis del sedimento de MO produjo una amplia gama de compuestos orgánicos como los compuestos de alquilo (incluidos los n-alcanos / n-alquenos, los ácidos ngrasos y los n-alcanos-2-onas), los fenoles derivados de la lignina y los metoxifenoles, los compuestos aromáticos policíclicos y los terpenoides proporcionan información sobre el origen y la naturaleza del proceso de descomposición de la materia orgánica sedimentaria. Los completos análisis de biomarcadores de lípidos (n-alcanos / n-alquenos, n-ácidos grasos y n-alcano-2-onas) y los análisis de lignina-fenoles han indicado que la MO sedimentaria en ambas salinas y manglares puede atribuirse a la cera de la hoja de las plantas vasculares y metoxifenoles derivados de la lignina más recalcitrantes. La elevada abundancia de n-alcanos de cadena media (C20-C25) y de macrófitos acuáticos representativos (Paq) han indicado que predomina la entrada de macrófitos acuáticos sumergidos/flotantes a los sedimentos de las marismas salinas, mientras que la abundancia en el sedimento de n-alcanos de cadena larga (C27-C33) derivados de la cera de la hoja de plantas vasculares fue baja.La composición de los metoxifenoles derivados de la lignina señaló la mayor contribución de la lignina de tipo hierba a los sedimentos. Estos metoxifenoles derivados de lignina son compuestos orgánicos recalcitrantes y desempeñan un papel importante en los humedales costeros para la retención de carbono a largo plazo. También se evaluaron la aparición, distribución y fuentes de compuestos orgánicos antropogénicos como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), hopanos, esteranos y alquilbencenos lineales en sedimentos de marismas. La elevada contribución de los aportes de materia orgánica antropogénica procedente de las descargas urbanas, industriales y agrícolas que conducen a la deposición de contaminantes orgánicos antropogénicos en el sedimento, es una de las principales amenazas para los ecosistemas de las marismas de los estuarios de Ría Formosa y Río Guadiana. Por lo tanto, la evaluación de sus niveles debe llevarse a cabo de manera regular debido a su persistencia, toxicidad y presencia generalizada en diferentes compartimentos del entorno costero.A la luz de nuestros hallazgos y de los marcadores desarrollados para el monitoreo de suelos y sedimentos contaminados, se deben adoptar nuevos esfuerzos de gestión, destacando los atributos de los pantanos y los servicios ecosistémicos frente a las actividades humanas que amenazan los ecosistemas de las marismas. Los resultados derivados de esta tesis proporcionan información relevante para las políticas de gestión con respecto al tratamiento de aguas residuales, toma de decisiones y planificación de acciones de restauración ambiental para marismas y humedales de manglares.