Los humedales son una parte importante del sistema de gestión natural del agua de la Tierra. El complejo sistema de plantas, tierra, y la vida acuática sirve como depósito que captura y limpia el agua. Sin embargo, a medida que las ciudades se han expandido, muchos humedales fueron drenados para la construcción. Además, muchas áreas de tierra en el Medio Oeste fueron drenados para aumentar los usos de la agricultura para alimentar a un mundo en crecimiento.

El drenaje de los humedales desconectó el flujo natural y la retención de agua, un sistema que había funcionado bien durante milenios. Una solución para el drenaje de humedales fue reconstruir estos humedales en otra área (más conveniente para los humanos). Estos se conocen como "humedales artificiales". En otros casos, Los humedales artificiales se construyen para reconstruir un área que ya no se utiliza para la agricultura.

La forma en que se construyen y gestionan estos humedales artificiales puede tener un gran impacto ambiental. Karla Jarecke e investigadores de varias universidades han estado estudiando el impacto de los humedales en el metano de gases de efecto invernadero.

"A nivel mundial, Los humedales son la mayor fuente natural de metano a la atmósfera. ", dice Jarecke." El metano tiene un impacto mucho mayor que el dióxido de carbono en el calentamiento global, un impacto 25 veces mayor ".

Tanto los humedales naturales como los artificiales emiten metano. Debido a su naturaleza, los humedales son, después de todo, húmedo:los microbios del suelo y las plantas se ven obligados a metabolizar en condiciones anaeróbicas. Y, esto conduce a la producción de metano.

Los microbios del suelo son responsables de la producción de metano en los humedales. Luego, el metano llega a la atmósfera por difusión, transporte a través del tejido vegetal, y la liberación episódica de burbujas de gas. La estabilidad hidrológica de los suelos de humedales, así como la eficiencia del transporte a través de plantas, puede afectar la cantidad y la frecuencia con que se libera el metano del suelo.

"Comprender las condiciones bajo las cuales se produce y libera metano en los humedales podría conducir a soluciones para reducir las emisiones de metano, "dice Jarecke.

Pero, estudiar áreas extensas como los humedales puede resultar imposible. Entonces, Jarecke y sus colegas hicieron "mesocosmos" de los humedales:manejables, Cámaras al aire libre donde las emisiones de metano podrían medirse más fácilmente. Los mesocosmos son áreas de investigación estructural que acortan la brecha entre los estudios de laboratorio y los grandes estudios de campo.

El estudio se centró en dos plantas comunes de los humedales y su papel potencial en las emisiones de metano:algodoncillo de pantano y plátano de agua del norte. Se recolectaron plantas y suelos de un humedal construido en Dayton, Ohio. Luego fueron transportados a Lincoln, Nebraska para crear mesocosmos de humedales. El sitio de Dayton anteriormente había sido drenado y utilizado para la agricultura y fue reconstruido como humedal en 2012.

Los investigadores recolectaron plántulas de algodoncillo de pantano y plátano de agua del norte del humedal y las trasplantaron a suelos recolectados en tubería de PVC. Cubrieron plantas individuales con cilindros de acrílico transparente durante el muestreo de gas. Esto les ayudó a medir y cuantificar las emisiones de metano de los mesocosmos suelo-planta. El estudio se realizó en el verano de 2013.

Además de comparar las emisiones de las dos especies de plantas, los investigadores estudiaron los efectos de la hidrología o la saturación del suelo. "Si bien los controles de la hidrología y las especies de plantas sobre las emisiones de metano están bien estudiados individualmente, los dos rara vez se estudian juntos, "dice Jarecke.

Este estudio reciente concluyó que el nivel del agua y la saturación influyeron más en las emisiones de metano que en el tipo de especie vegetal. Si bien las emisiones de metano difirieron entre los mesocosmos de laboratorio con plátano de agua y los mesocosmos con algodoncillo de pantano, Las emisiones de metano no difirieron en mesocosmos de campo con cada una de las dos especies. En el campo, la saturación del suelo tuvo un mayor efecto sobre las emisiones de metano.

Encontrar especies de plantas que reduzcan la producción de metano microbiano podría ser clave para un mejor manejo de los humedales. Por ejemplo, las plantas que suministran oxígeno a la zona de enraizamiento pueden suprimir la producción de metano microbiano. Además, Se necesita investigación futura para comprender cómo la variación de la saturación del suelo afecta las emisiones de metano. Esta información podría ser valiosa para diseñar una topografía de humedales que cree condiciones hidrológicas para un mayor almacenamiento de carbono y una reducción de las emisiones de metano.

La investigación futura podría centrarse en períodos de tiempo más largos. "Es probable que las emisiones de metano cambien a medida que maduran los humedales restaurados, "dice Jarecke." La materia orgánica de los sistemas de raíces, se acumularán plantas en descomposición y otros materiales. Esto ayuda a restaurar la estabilidad hidrológica. Otra investigación indica que puede llevar unos pocos años restaurar los aspectos hidrológicos de un humedal restaurado. Sin embargo, los aspectos biogeoquímicos y de biodiversidad pueden tardar décadas o más en recuperarse ".

Esta investigación fue publicada en el Revista de la Sociedad de Ciencias del Suelo de América .