Understanding the fluxes of greenhouse gases in reservoirs under the inspiration of Margalef

• Autores: Elizabeth León Palmero
• Localización: Limnetica, ISSN 0213-8409, Vol. 42, Nº. 2, 2023, págs. 302-328
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Comprendiendo los flujos de gases de efecto invernadero en embalses bajo la inspiración de Margalef
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• Resumen
  • español

    Reservoirs are significant sources of greenhouse gases (GHG), such as carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O), to the atmosphere. These systems receive and metabolize a larger amount of organic and inorganic carbon and nitrogen from their watersheds than lakes, resulting in the production of CO2, CH4 and N 2O. Despite their global relevance, there are still important uncertainties regarding the magnitude, variability and drivers of their emissions that undermine global estimates. Therefore, a comprehensive understanding of the origin of these emissions is required. Here, I investigate the fluxes of CO2, CH4 and N 2O and their concentrations in the water column of twelve Mediterranean reservoirs during the stratification and mixing periods to discern the main pathways involved in their production and the spatial and seasonal variability among these gases and their emissions and radiative forcing. Finally, I provide a theorical framework to understand GHG emissions as a response of reservoirs to eutrophication and external forcing. I integrate Margalef’s ideas about how eutrophication perturbs the biogeochemistry of inland waters with the main findings of my previous work to analyze how the C, N and P inputs from reservoir watersheds modify the biogeochemical cycling of C, N, P and O, and determine the production and emission of CO 2, CH4, and N2O. This perturbation effect is especially notable for CH4, and N2O emissions, which increase significantly in eutrophic waters, even exceeding the climate forcing of CO2. Therefore, emission of GHG should be seen as part of the reservoir response to the external forcing that displaces a fraction of the materials to the atmospheric boundary.

  • English

    Los embalses son fuentes significativas de gases de efecto invernadero (GEI), como dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) a la atmósfera. Estos sistemas reciben y metabolizan una mayor cantidad de carbono orgánico e inorgánico, y de nitrógeno procedente de sus cuencas hidrográficas que los lagos, lo que determina la producción de CO2, CH4 y N2O. A pesar de su relevancia mundial, sigue habiendo importantes incertidumbres en cuanto a la magnitud, variabilidad y factores ambientales que regulan estas emisiones, lo que compromete las estimaciones globales. Por lo tanto, se requiere una comprensión exhaustiva del origen de estas emisiones. En este trabajo estudio los flujos de CO2, CH4 y N2O y sus concentraciones en la columna de agua de doce embalses mediterráneos durante los periodos de estratificación y mezcla, para discenir las principales vías implicadas en su producción y estudiar la variabilidad espacial y estacional entre gases y sus emisiones y forzamiento radiativo. Finalmente, proporciono un marco teórico para entender la emisión de GEI como una respuesta de los embalses a la eutrofización y al forzamiento externo. Aquí integro las ideas de Margalef sobre cómo la eutrofización afecta a la biogeoquímica de las aguas continentales, con los principales hallazgos de mis trabajos anteriores para analizar cómo los aportes de C, N y P de las cuencas de los embalses modifican los ciclos biogeoquímicos del C, N, P y O, y determinan la producción y emisión de CO2, CH4 y N2O. Este efecto es especialmente notable en el caso de las emisiones de CH4 y N2O, que aumentan significativamente en aguas eutróficas, superando incluso el forzamiento climático del CO2. Por lo tanto, la emisión de GEI debe considerarse como parte de la respuesta de los embalses al forzamiento externo, que desplaza una fracción de los materiales al límite atmosférico.