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Influence of environmental factors on PH buffering, productivity, and blue carbon storage in contrasting Thalassia testudinum seagrass meadows in La Parguera, Puerto Rico
Hernández Rodríguez, Catherine P.
Hernández Rodríguez, Catherine P.
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Abstract
Seagrass meadows provide important ecosystem services including pH buffering and blue carbon storage. However, our understanding of the ability of seagrass meadows to mitigate climate change effects and maintain their ecological function remains limited by the lack of studies simultaneously quantifying the rates and environmental drivers of seagrass pH buffering, productivity, biomass, and blue carbon storage. The present study addresses this through a combination of deploying in situ environmental sensors and conducting spatial seawater chemistry surveys at the same time as seagrass cover surveys, productivity assessments, biomass cores, and sediment cores at two contrasting Thalassia testudinum meadows in La Parguera Nature Reserve, Puerto Rico. Both sites exhibited similar environmental variability and ranges with slightly lower water temperatures, higher light levels, higher dissolved oxygen, and much faster flow speeds at the offshore site compared to the nearshore site. While nTA vs nDIC slopes close to 0 indicated both sites were dominated by organic carbon cycling, distinct gradients of pH buffering were only observed at the inshore site likely due to faster flow speeds flushing seawater from the offshore site before accumulating detectable changes in pH. Productivity, aboveground biomass, and organic carbon stocks were all significantly higher inshore, suggesting a greater investment in photosynthetic structures with a higher rate of photosynthesis and blue carbon storage in sediments due to elevated nutrients, proximity to mangroves, and reduced flow speeds. These results highlight the importance of integrating biological, geological, and chemical perspectives to better understand the dynamics of seagrass meadows and the ecosystem services they provide under ongoing climate change.
Los prados de pastos marinos proporcionan servicios ecosistémicos importantes, como la amortiguación del pH y el almacenamiento de carbono azul. Sin embargo, la comprensión de su capacidad para mitigar los efectos del cambio climático y mantener su función ecológica es limitada debido a la falta de estudios que cuantifiquen simultáneamente las tasas y los factores ambientales que influyen en la amortiguación del pH, la productividad, la biomasa y el almacenamiento de carbono azul. Este estudio aborda esta brecha mediante el despliegue de sensores ambientales in situ y encuestas espaciales de la química del agua de mar, realizadas simultáneamente con muestreos de cobertura de pastos marinos, evaluaciones de productividad, núcleos de biomasa y núcleos de sedimento en dos praderas contrastantes de Thalassia testudinum en la Reserva Natural de La Parguera, Puerto Rico. Ambos sitios exhibieron una variabilidad ambiental similar, con temperaturas del agua ligeramente más bajas, mayores niveles de luz, mayor oxígeno disuelto y velocidades de flujo más rápidas en comparación con el sitio costero de Isla Magueyes. Aunque las pendientes de nTA vs nDIC cercanas a 0 indicaron que ambos sitios estaban dominados por el ciclo del carbono orgánico, se observaron gradientes de amortiguación de pH únicamente en Isla Magueyes, probablemente debido a las mayores velocidades de flujo que eliminan el agua de mar del sitio de Cayo Laurel antes de que se acumulen cambios detectables en el pH. La productividad, la biomasa aérea y los stocks de carbono orgánico fueron significativamente mayores en Isla Magueyes, lo que sugiere una mayor inversión en estructuras fotosintéticas y una mayor tasa de fotosíntesis y almacenamiento de carbono azul en los sedimentos, impulsados por nutrientes elevados, la proximidad a manglares y velocidades de flujo reducidas. Estos resultados subrayan la importancia de integrar perspectivas biológicas, geológicas y químicas para comprender mejor la dinámica de los prados de pastos marinos y los servicios ecosistémicos que brindan en el contexto del cambio climático.
Los prados de pastos marinos proporcionan servicios ecosistémicos importantes, como la amortiguación del pH y el almacenamiento de carbono azul. Sin embargo, la comprensión de su capacidad para mitigar los efectos del cambio climático y mantener su función ecológica es limitada debido a la falta de estudios que cuantifiquen simultáneamente las tasas y los factores ambientales que influyen en la amortiguación del pH, la productividad, la biomasa y el almacenamiento de carbono azul. Este estudio aborda esta brecha mediante el despliegue de sensores ambientales in situ y encuestas espaciales de la química del agua de mar, realizadas simultáneamente con muestreos de cobertura de pastos marinos, evaluaciones de productividad, núcleos de biomasa y núcleos de sedimento en dos praderas contrastantes de Thalassia testudinum en la Reserva Natural de La Parguera, Puerto Rico. Ambos sitios exhibieron una variabilidad ambiental similar, con temperaturas del agua ligeramente más bajas, mayores niveles de luz, mayor oxígeno disuelto y velocidades de flujo más rápidas en comparación con el sitio costero de Isla Magueyes. Aunque las pendientes de nTA vs nDIC cercanas a 0 indicaron que ambos sitios estaban dominados por el ciclo del carbono orgánico, se observaron gradientes de amortiguación de pH únicamente en Isla Magueyes, probablemente debido a las mayores velocidades de flujo que eliminan el agua de mar del sitio de Cayo Laurel antes de que se acumulen cambios detectables en el pH. La productividad, la biomasa aérea y los stocks de carbono orgánico fueron significativamente mayores en Isla Magueyes, lo que sugiere una mayor inversión en estructuras fotosintéticas y una mayor tasa de fotosíntesis y almacenamiento de carbono azul en los sedimentos, impulsados por nutrientes elevados, la proximidad a manglares y velocidades de flujo reducidas. Estos resultados subrayan la importancia de integrar perspectivas biológicas, geológicas y químicas para comprender mejor la dinámica de los prados de pastos marinos y los servicios ecosistémicos que brindan en el contexto del cambio climático.
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Date
2024-12-16