Título del proyecto

El efecto del calentamiento del suelo en bosques tropicales, en las emisiones de dióxido de carbono y metano de los suelos profundos y durante las transiciones estacionales.

Nombre del mentor

Martijn Slot , Staff Scientist

Co-mentor(es)

Andrew Nottingham, Assistant Professor University of Leeds/ STRI Research Associate

Lugar de la pasantía. ¿El mentor estará en este lugar?

Barro Colorado Island y Ciudad de Panamá (Tupper). El mentor estará en este lugar.

Resumen y objetivos del proyecto

El cambio climático amenaza con afectar el ciclo del carbono de los ecosistemas, con grandes consecuencias para la futura concentración atmosférica de gases de efecto invernadero y un mayor cambio climático. Este efecto podría ser especialmente grande en los suelos tropicales, que contienen un tercio de las reservas globales de carbono en el suelo y donde las altas tasas metabólicas significan que las comunidades descomponedoras reciclan rápidamente el carbono. Se ha demostrado que el calentamiento climático aumenta la liberación de dióxido de carbono (CO2) en los suelos tropicales, pero nos falta información sobre cómo afectará el calentamiento a otro importante gas de efecto invernadero, el metano (CH4), que representa entre el 16% y el 25% del calentamiento atmosférico actual. Casi la mitad de las emisiones mundiales de CH4 son de origen natural, liberadas por microorganismos metanogénicos. Sin embargo, en los suelos tropicales también existe una alta actividad de microorganismos metanotróficos, que pueden consumir CH4 mediante reacciones oxidativas. El consumo y la producción de CH4 (junto con CO2) también pueden variar fuertemente con la profundidad del perfil del suelo y con las transiciones estacionales en las precipitaciones, debido a la variación en las comunidades y actividades microbianas, la humedad del suelo y la disponibilidad de oxígeno del suelo. Este proyecto aborda la cuestión específica de si el calentamiento de los suelos tropicales afectará la liberación tanto de dióxido de carbono (CO2) como de metano (CH4). El proyecto probará específicamente la hipótesis de que, bajo el calentamiento, hay una alta producción de CO2 y CH4 liberados de los suelos profundos, y que la liberación de estos gases de efecto invernadero es mayor durante las transiciones estacionales hacia condiciones más húmedas. El resultado de estos diferentes procesos tendrá importantes consecuencias para el clima futuro. En este proyecto, el pasante utilizará un experimento único de calentamiento del perfil del suelo (SWELTR) para probar estas hipótesis.

Objetivos de la pasantía

El objetivo del proyecto propuesto es determinar las emisiones de CO2 y CH4 desde diferentes profundidades en el perfil del suelo en el Experimento de calentamiento del suelo en el bosque tropical de tierras bajas (proyecto SWELTR) en BCI. Las mediciones se realizarán utilizando analizadores de gas por infrarrojos y utilizando métodos de pozo de gas. Para determinar cómo se relacionan las propiedades del suelo con las emisiones de estos gases, se realizarán mediciones adicionales de la química del suelo (nutrientes, composición de carbono, pH) para el perfil del suelo.
Al final del proyecto, el pasante estará completamente capacitado en el uso de analizadores de gas infrarrojos para medir el intercambio de flujo de gas. El pasante también recibirá capacitación en análisis básicos de laboratorio para extracciones de carbono y nutrientes, realizados en el laboratorio de biogeoquímica. El pasante recibirá capacitación adicional en diseño experimental, análisis estadísticos básicos y redacción de informes.

Función del pasante, perfil deseado, compromiso de tiempo

El pasante trabajará junto al Dr. Slot y el Dr. Nottingham. Recibirán más apoyo de la técnica de SWELTR, Alicia Sanjur. El compromiso de tiempo será a tiempo completo durante un período de 3 meses, con una asignación de tiempo prevista de 50% trabajo de campo (BCI), 30% trabajo de laboratorio (Tupper) y 20% análisis y redacción. Se espera que al final del período de pasantía, se produzca y presente un informe informal a los mentores sobre los resultados (que luego se desarrollará o incorporará en una publicación científica).

¿Cuáles son las ocasiones habituales para las discusiones de grupo, la asistencia a conferencias, la orientación profesional y otras oportunidades educativas y experimentales para sus pasantes?

El pasante asistirá a una reunión semanal del grupo del proyecto para debatir y recibir comentarios (con ambos mentores presentes) y contará con la supervisión diaria del equipo del proyecto. El pasante tendrá la oportunidad de asistir a los seminarios de Bambi y Tupper (semanalmente). Los mentores discutirán el proyecto y los resultados con el pasante para garantizar que estén recibiendo la capacitación que se dirija a necesidades específicas para que el pasante progrese en su carrera científica (por ejemplo, diseño experimental, habilidades analíticas) y para brindar orientación sobre su próximo proyecto científico. pasos profesionales (por ejemplo, programas de doctorado).

Lista de publicaciones o lecturas sugeridas

Nottingham AT, Meir P, Velasquez E, Turner BL (2020) Soil carbon loss from a tropical forest in response to in situ experimental warming, Nature 584 (7820), 234-237

Nottingham AT, Gloor E, Bååth E, Meir P (2022) Soil carbon and microbes in the warming tropics Functional Ecology 36, 1338–1354

Nottingham AT, Montero-Sanchez M, Slot M, Szczygieł H, Velasquez E, Meir P (2023) Seedling growth declines in warmed tropical forest soils. Biotropica, 55, 897-910 31

Nottingham AT, Scott J, Saltonstall K, et al. (2022) Microbial diversity decline and community adaptation in warmed tropical soils do not explain soil CO2 emission Nature Microbiology 7 (10), 1650-1660

Singh, B. K., Bardgett, R. D., Smith, P., and Reay, D. S. (2010). Microorganisms and climate change: terrestrial feedbacks and mitigation options. Nat. Rev. Microbiol. 8, 779–790. doi: 10.1038/nrmicro2439

Zhao, JF., Peng, SS., Chen, MP. et al. Tropical forest soils serve as substantial and persistent methane sinks. Sci Rep 9, 16799 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-51515-z