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Mangroves could store less carbon - and even begin releasing it - as sea levels rise, new research suggests.
Mangroves are made up of salt-tolerant plants that grow in coastal areas. They cover less than 1% of Earth's surface but store about 15% of all ocean carbon, most of it in their soils. This ability to store carbon makes them important in efforts to limit climate change.
Previous research has suggested rising seas could increase carbon storage in mangroves, but the new study challenges this.
The research team, led by the University of Exeter with partners in Colombia and the United States, developed a new model to assess how sea-level rise will affect carbon storage across entire mangrove forests.
The findings show that, while carbon storage might increase in localised spots as sea levels rise, storage at the scale of whole forests is likely to decline over the next 100 years.
"Mangrove forests are efficient carbon sinks and are therefore crucial for slowing climate change," said Dr Arya Iwantoro, who carried out the research at the University of Exeter and is now based at the University of Plymouth.
"Research about carbon storage in mangroves is usually based on field observations, and such studies have found that carbon storage can increase as sea levels rise.
"But this may not reveal the wider picture of what is happening across the forest as a whole.
"To investigate this, we developed a new model that links water flow and sediment transport, mangrove growth and dieback, and carbon storage while keeping track of changes in the composition of muddy beds where mangroves grow.
"In effect, we created three models in one to assess the way these complex ecosystems may respond to rising seas."
The results suggest that sea-level rise will initially trigger more carbon accumulation in some locations, but will reduce carbon storage in the forest as a whole.
"Mangrove plants are highly specialised, and they require a certain duration of flooding with each tide," said Luisa Fernanda Gómez Vargas, also from the University of Exeter.
"If this period is exceeded, a location will no longer be suitable - the plants will 'drown' and mangroves will die back.
"Mortality and erosion of carbon-rich soils can turn mangroves from a carbon sink (storing carbon) into a source (releasing it)."
The study assessed the impact of different sea-level rise scenarios from the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), and found that greater sea-level rise leads to stronger negative impacts on mangrove carbon storage.
Dr Barend van Maanen, who leads the mangrove and carbon project at Exeter, said: "Mangroves face an uncertain future due to climate change and other human impacts on rivers and coasts.
"As well as being vital carbon stores, mangroves protect coasts from storms, provide livelihoods to coastal communities and habitats for a wide range of species.
"Our findings emphasise that understanding the coastal landscape as a whole is crucial when predicting how mangroves might respond to climate change, and how we can protect them."
The study was funded by the Natural Environment Research Council.
The paper, published in the journal Earth's Future, is entitled: "The importance of scale in the future of mangrove blue carbon under sea-level rise."
El aumento del nivel del mar podría "ahogar" a los manglares y liberar carbono
Una nueva investigación sugiere que los manglares podrían almacenar menos carbono -e incluso comenzar a liberarlo- a medida que aumenta el nivel del mar.
Los manglares están compuestos por plantas tolerantes a la sal que crecen en zonas costeras. Estos cubren menos del 1% de la superficie de la Tierra, pero almacenan aproximadamente el 15% de todo el carbono oceánico, la mayor parte en sus suelos. Esta capacidad de almacenar carbono los hace importantes para limitar los efectos del cambio climático.
Investigaciones previas han sugerido que el aumento del nivel del mar podría incrementar el almacenamiento de carbono en los manglares, pero este nuevo estudio cuestiona esa idea.
El equipo de investigación, liderado por la Universidad de Exeter en el Reino Unido junto con colaboradores de Colombia y Estados Unidos, desarrolló un nuevo modelo para evaluar cómo el aumento del nivel del mar afectará el almacenamiento de carbono en bosques de manglar enteros.
Los resultados muestran que, si bien el almacenamiento de carbono podría aumentar en zonas localizadas a medida que sube el nivel del mar, es probable que el almacenamiento a escala de bosques enteros disminuya en los próximos 100 años.
"Los bosques de manglar son sumideros de carbono eficientes y, por lo tanto, cruciales para frenar el cambio climático", afirmó el Dr. Arya Iwantoro, quien realizó la investigación en la Universidad de Exeter y ahora trabaja en la Universidad de Plymouth.
"Las investigaciones sobre el almacenamiento de carbono en los manglares suelen basarse en observaciones de campo, y estos estudios han encontrado que el almacenamiento de carbono puede incrementar con el aumento del nivel del mar.
"Pero esto puede ignorar el panorama amplio de lo que está ocurriendo en el bosque en su conjunto.
"Para investigar esto, desarrollamos un modelo matemático que relaciona el flujo del agua y el transporte de sedimentos, el crecimiento y la muerte regresiva de los manglares, y el almacenamiento de carbono, tanto como los cambios en la composición de los suelos lodosos donde crecen los manglares.
"En efecto, creamos tres modelos en uno para evaluar la forma en que estos complejos ecosistemas pueden responder al aumento del nivel del mar."
Los resultados sugieren que el aumento del nivel del mar podrá provocar inicialmente una mayor acumulación de carbono en puntos localizados, pero reducirá el almacenamiento de carbono en el bosque en su conjunto.
"Las plantas de manglar son altamente especializadas y requieren una cierta duración de inundación con cada marea", dijo Luisa Fernanda Gómez Vargas, también de la Universidad de Exeter.
"Si este periodo se excede, una zona dejará de ser adecuada - las plantas se 'ahogarán' y bosques enteros de manglares morirán.
"La mortalidad y la erosión de los suelos ricos en carbono pueden convertir a los manglares de un sumidero de carbono (almacenando carbono) en una fuente (liberándolo)."
El estudio evaluó el impacto de diferentes escenarios de aumento del nivel del mar del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), y encontró que un mayor aumento del nivel del mar conduce a impactos negativos más fuertes en el almacenamiento de carbono en los manglares.
El Dr. Barend van Maanen, quien lidera el proyecto de manglares y carbono en Exeter, señaló: "Los manglares enfrentan un futuro incierto debido al cambio climático y a otros impactos humanos sobre los ríos y costas.
"Además de ser reservas vitales de carbono, los manglares protegen las costas de las tormentas, proporcionan medios de vida a las comunidades costeras y sirven de hábitat para una amplia variedad de especies.
"Nuestros hallazgos enfatizan que comprender el paisaje costero en su conjunto es crucial para predecir cómo podrían responder los manglares al cambio climático y cómo podemos protegerlos."
El estudio fue financiado por el Natural Environment Research Council del Reino Unido.
El artículo, publicado en la revista Earth's Future, se titula: "La importancia de la escala en el futuro del carbono azul de los manglares bajo el aumento del nivel del mar."
