El aumento continuo de las emisiones de CO 2 derivadas de la quema de combustibles fósiles y otras actividades humanas está aumentando la concentración de CO 2 atmosférico [270 partes por millón (ppm) antes del período preindustrial frente a 410 ppm ahora] y está alterando el clima mundial con consecuencias perjudiciales para los ecosistemas y la salud humana y las economías.
En respuesta, el Acuerdo de París, adoptado en 2015 en la 21a Conferencia de las Partes en el marco de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, tiene el objetivo de limitar el calentamiento global por debajo de 2 ° C en relación con los niveles preindustriales manteniendo la concentración de CO 2 atmosférico por debajo de 490. ppm para 2100. Alcanzar este objetivo requerirá esfuerzos múltiples y urgentes para reducir las emisiones de CO 2 , promover el secuestro de carbono y desarrollar tecnologías de emisiones negativas.
En 2019, el 66% de los signatarios del Acuerdo de París se comprometieron a incluir soluciones basadas en la naturaleza (SbN) en sus programas de cambio climático. Estas SbN al cambio climático son el conjunto de acciones que protegen o restauran los ecosistemas para contrarrestar o mitigar los efectos negativos de los cambios globales, incluida la reducción de las concentraciones atmosféricas de CO 2. Hasta la fecha, la mayoría de estas SbN del cambio climático se centran en el secuestro de carbono por los productores primarios en los ecosistemas terrestres o costeros; Estos incluyen, por ejemplo, la restauración de bosques o la protección de manglares.
Las oportunidades de las SbN para el cambio climático en el océano, con la excepción de los ecosistemas costeros, rara vez se han explorado a pesar del hecho de que el océano es un importante sumidero de carbono que secuestra 2.500 millones de toneladas métricas de carbono (GtC) por año, o 22% de la emisión antropogénica mundial de CO 2 . En particular, el papel potencial de los vertebrados marinos, que representan una reserva de carbono azul oceánico de 0,7 Gt , ha recibido poca atención, a pesar de que estos grandes animales pueden almacenar carbono de diferentes formas. Por ejemplo, los peces modifican la limitación de nutrientes y promueven el secuestro de carbono en hábitats costeros con vegetación, mientras que los depredadores costeros protegen esta reserva de carbono azul limitando el pastoreo.
El papel de los peces como sumidero directo de carbono a través de la caída de cadáveres solo se ha especulado anteriormente. Por el contrario, se han cuantificado las contribuciones de las ballenas al secuestro de carbono.
Sin embargo, las pesquerías marinas han agotado la mayoría de las poblaciones de peces en relación con los niveles preindustriales, eliminando así cantidades masivas de carbono azul del océano cuando las capturas pesqueras se desembarcaron, procesaron y consumieron, emitiendo por lo tanto CO 2 atmosférico. Además, los subsidios gubernamentales han permitido a las flotas pesqueras viajar grandes distancias y quemar grandes cantidades de combustible fósil para llegar a caladeros remotos en alta mar. Además, estos subsidios sostienen las actividades pesqueras incluso cuando las poblaciones de peces y las tasas de captura son bajas debido a la sobreexplotación.
Actualmente, se ha estimado que más de la mitad de los caladeros de pesca en alta mar no serían económicamente rentables para que las flotas pesqueras operaran en ausencia de subvenciones. Por lo tanto, la sobreexplotación de las poblaciones de peces probablemente ha reducido o incluso aniquilado la contribución de los vertebrados marinos al secuestro de carbono azul en vastas áreas oceánicas desde hace décadas.
Aquí, nos enfocamos en una vía previamente desconocida de secuestro de carbono por los peces: su capacidad para secuestrar carbono en las profundidades marinas después de su muerte natural. Más precisamente, estimamos cómo la captura de peces grandes del océano puede haber afectado este potencial de secuestro de carbono a través del hundimiento de los cadáveres de peces muertos.
Sobre la base de estudios previos que muestran la caída de grandes peces pelágicos en las profundidades del mar, suponemos que, en mar abierto, los cadáveres de peces muertos se hunden hasta el fondo en lugar de ser devorados en aguas superficiales. Utilizamos datos de capturas pesqueras mundiales desde 1950 para estimar la dinámica espacial y temporal del carbono azul extraído del océano y liberado a la atmósfera como resultado de la pesca, en lugar de ser secuestrado en las profundidades marinas. También estimamos hasta qué punto la pesca en áreas remotas no rentables en alta mar, con el apoyo de subsidios, expande la extirpación del carbono azul y contribuye al CO 2emisiones a la atmósfera.
Para adoptar una estrategia conservadora en nuestras estimaciones, solo consideramos especies de peces fusiformes densos y de cuerpo grande (> 30 cm de longitud total), incluida la mayoría de los atunes, caballas, tiburones y peces picudos, ya que es más probable que sus canales se hundan rápidamente.
Usamos la base de datos Sea Around Us (SAU) para recopilar capturas pesqueras globales espacialmente explícitas desde 1950 para 24 especies de atún, 20 caballa, 15 marlines y 85 especies de tiburones (tabla S1), en lo sucesivo denominados «peces grandes». Suponemos que cada pez individual contiene, en promedio, 12,5% (± 2,5%) de carbono en relación con su peso húmedo de todo el cuerpo. Excluimos las áreas menos profundas de 200 my las regiones costeras de afloramiento, porque estos últimos ecosistemas pueden actuar tanto como sumidero (los nutrientes aflorados estimulan la productividad del fitoplancton) como fuente (las aguas afloradas son ricas en carbono inorgánico disuelto) de carbono.
Por cada tonelada métrica de carbono (tC) extirpada del océano por la pesca, consideramos que el 94% se emite a la atmósfera, ya que la mayoría de las partes del cuerpo se consumen o procesan, por lo que el carbono se libera posteriormente a través de la respiración, la excreción y los desechos. tratamiento. El 6% restante corresponde al carbono contenido en las espinas de pescado, que no es reemitido a la atmósfera sino secuestrado en vertedero (fig. S1).
Estimamos la proporción promedio de la biomasa de peces extraída que de otro modo habría muerto por senescencia y enfermedades y se habría hundido en las profundidades del océano si no hubiera sido pescado o depredado (ver Métodos y Materiales Suplementarios). Dependiendo del grupo taxonómico (es decir, atún, caballa, tiburones y marlines), estimamos que la pesca previene el secuestro de 28,8 a 94,6% del carbono extraído (figs. S1 y S2).
Resultados y discusión: Extracción de carbono azul desde 1950
Entre 1950 y 2014, las flotas pesqueras del mundo extrajeron 318,4 millones de toneladas métricas (Mt) de peces grandes del océano, lo que equivale a 37,5 ± 7,4 Mt de carbono (MtC) liberado a la atmósfera. Esto significa que la pesca ha evitado el secuestro de 21,8 ± 4,4 MtC a través del hundimiento de cuerpos de peces en las profundidades marinas, después de contabilizar el consumo de biomasa de la depredación ( Fig. 1A ).
La mayor parte de esta extirpación de carbono azul (87,4%) se debe a la pesca de especies de Scombridae (56,2% de atunes y 31,2% de caballas), mientras que las capturas de tiburones y marlines representan el 10,5 y el 1,9% del total, respectivamente ( Fig.1B). La pesca industrial ha extraído el 84,8% del total (33,6 ± 6,7 MtC), mientras que la pesca artesanal, de subsistencia y recreativa ha extraído el 12,3% (4,9 ± 0,9 MtC), el 1,97% (0,8 ± 0,1 MtC) y el 0,9% (0,37 ± 0,07 MtC), respectivamente ( Fig. 1C ).
La distribución espacial del carbono azul pescado desde 1950 revela una marcada heterogeneidad con un máximo de 533 kgC por hectárea extraído en el Océano Pacífico Occidental, mientras que el 26,5% de la superficie del océano no muestra extracción de carbono azul.
El Océano Pacífico, donde se concentran la mayoría de las pesquerías de atún, representa el 71,1% del total de carbono azul extirpado, y el 49,1% tiene lugar en la franja ecuatorial (es decir, entre 10 ° S y 10 ° N de latitud; Fig. 1D ). Las flotas pesqueras nacionales con la mayor extracción total de carbono azul se encuentran en Japón, Indonesia y Taiwán, con 22,2, 6 y 5,1% del total, respectivamente ( Fig.1E). En combinación con las flotas pesqueras de Filipinas, España, EE. UU., Ecuador, China, Corea del Sur y Tailandia, estos 10 países representan el 62% del carbono azul total extirpado desde 1950.
Como cualquier otro sector de producción de alimentos, la pesca también emite CO 2 al consumir y quemar combustible. En el sector pesquero, el consumo de combustible representa la mayor parte de su huella de carbono. Utilizando un factor de intensidad de emisión de 1,9 toneladas métricas de CO 2 emitidas por tonelada métrica de pescado desembarcado, estimamos que se emitieron 165,3 MtC entre 1950 y 2014 debido al consumo de combustible necesario para extraer carbono azul del océano.
Si sumamos el carbono de los peces grandes exportados (37,5 MtC) en tierra y las emisiones debidas al consumo de combustible (165,3 MtC; Fig. 1A ), obtenemos un total de 0,2 GtC emitidos a la atmósfera desde 1950 por la pesca, equivalente a 0,73 GtCO 2 .
Dinámica espacio-temporal de la extracción de carbono azul
La extracción total de carbono azul del océano ha aumentado de manera constante desde 1950 ( Fig. 2A ). En 2014, las pesquerías extrajeron 1.09 MtC (± 0.2 MtC) de peces grandes, mientras que solo 0.13 MtC fueron removidas del océano en 1950 (± 0.02 MtC), equivalente a un aumento de casi un orden de magnitud en 65 años. Entre las áreas donde se produce la extracción de carbono azul, el 88,3% experimentó un aumento entre 1950 y 2014 ( Fig. 2A ).
Las regiones marinas con el mayor aumento en la extracción de carbono azul de la pesca se encuentran en el Pacífico occidental y alrededor de la franja ecuatorial ( Fig. 2B ). A principios de la década de 1950, el carbono azul se extraía principalmente en el Pacífico occidental y el mar Mediterráneo, mientras que solo el 39% de las áreas oceánicas habían informado la extracción de peces grandes ( Fig.2C). A pesar del alto costo económico de la pesca en alta mar, ha habido una expansión progresiva de las áreas explotadas, alcanzando el 72% de la superficie del océano a principios de la década de 2010 ( Fig. 2D y Fig. S3).
Los puntos críticos recientes de extracción de carbono azul se encuentran cerca de las costas del este y sudeste de Asia (tanto en los océanos Índico como Pacífico), así como en la franja ecuatorial occidental del Océano Pacífico debido al desarrollo de las pesquerías de atún ( Fig. 2D ). Teniendo en cuenta que este carbono azul, esperar huesos, exportado a tierra desde el océano a través de capturas y desembarques pesqueros se emite como CO 2 (3,75 MtCO 2 ), combinado con emisiones de CO 2 por consumo de combustible de las flotas pesqueras (16,6 MtCO2 ), se estimó que se emitieron un total de 20,4 MtCO 2 en 2014.
Esto equivale a las emisiones anuales de 4,5 millones de coches, es decir, el 11,7% del número total de coches matriculados en Francia o el 0,05% del CO 2 mundial . emisiones en 2014. Esto también representa casi el 17% de la disminución de las emisiones de CO 2 en Europa entre enero y abril de 2020 debido al confinamiento forzoso de la enfermedad por coronavirus en 2019 (~ 123 MtCO 2 menos en comparación con el mismo período en 2019).
Tendencias temporales en la cantidad de carbono azul extraído de los océanos desde 1950 por año ( A ). Diferencia anual de extracción de carbono azul (kilogramo por año) entre los períodos 1950 a 1954 y 2010 a 2014 en celdas de 0.5 ° × 0.5 ° ( B ). Extracción anual promedio de carbono (por año y hectárea) entre 1950 y 1954 ( C ) y 2010 a 2014 ( D ).
La rentabilidad de la extracción de carbono azul
La reducción de las subvenciones a la pesca se persigue como una política para mejorar el estado ecológico y socioeconómico de la pesca en alta mar. Para evaluar si las políticas de reducción de subsidios también contribuyen a la mitigación del carbono, analizamos las capturas de peces de gran tamaño en alta mar en 2014 y las combinamos con datos sobre subsidios pesqueros.
Específicamente, sobre la base de los datos publicados sobre la rentabilidad de la pesca en alta mar, separamos las áreas que se estima que son rentables o no rentables para pescar sin subvenciones. Estimamos la proporción de carbono azul extraído de cada una de estas áreas en relación con las capturas totales de alta mar. A nivel mundial, el 43,5% del carbono azul extraído en alta mar proviene de áreas que no serían rentables sin los subsidios ( Fig. 3A ).
Estos caladeros no rentables incluyen algunas áreas con las mayores cantidades de carbono azul extraído (en rojo en la Fig. 3, C y D ). Estos no rentables y altamente CO 2Las áreas emisoras se encuentran principalmente entre los 20 ° S y 10 ° N de latitud y a lo largo de las costas japonesas, en el Pacífico central, el Atlántico sur y el norte de los océanos Índico. Sin embargo, la proporción de áreas no rentables se reduce al 23,1% si se incluyen los subsidios gubernamentales ( Fig. 3B ).
Casi la mitad de las áreas que se estima que emiten carbono de las actividades pesqueras sin ser rentables económicamente se vuelven rentables con subsidios. Este cambio de rentabilidad de las principales áreas de extracción de carbono azul se produce principalmente en los océanos Pacífico central y Atlántico (de rojo a amarillo en la Fig. 3, C y D ). Algunas áreas seguirían siendo rentables para pescar incluso sin subsidios (casillas azules en la Figura 3C) debido a los menores costos de pesca que dependen de las características de las pesquerías, por ejemplo, tamaño del barco, tipo de arte y motor.
Por lo tanto, nuestros hallazgos muestran que los subsidios gubernamentales, a través del apoyo a la explotación a gran escala de peces de gran tamaño que son económicamente inviables, exacerban el agotamiento de un sumidero de carbono natural.
Porcentaje de carbono azul extraído en áreas rentables y áreas no rentables sin subsidios ( A ) y con subsidios ( B ). Variabilidad espacial de la extracción de carbono y viabilidad económica sin subsidios ( C ) y con subsidios ( D ).
¿Reconstruir las poblaciones de peces como una SbN del cambio climático?
Limitar o prevenir la extracción de carbono azul al menos en las áreas no rentables de alta mar mientras se gestionan todas las pesquerías para mantener la viabilidad y productividad a largo plazo de las poblaciones de peces reconstruiría la biomasa de peces y beneficiaría el almacenamiento de carbono de tres maneras. En primer lugar, la reducción del esfuerzo pesquero general reduciría las emisiones de CO 2 al quemar menos combustible. En segundo lugar, la reconstrucción de las poblaciones de peces aumentaría la biomasa viva de peces de gran tamaño y, por lo tanto, promovería el secuestro de carbono a corto plazo en el compartimento vivo. En tercer lugar, los peces de gran tamaño más abundantes inducirían un mayor secuestro natural de carbono a largo plazo al aumentar la caída de cadáveres.
Estudios previos que evaluaron la efectividad, los cobeneficios, las desventajas y la gobernabilidad de la solución oceánica para abordar el cambio climático sugieren que la eliminación de la sobrepesca y el establecimiento de áreas marinas protegidas pueden apoyar la adaptación climática.
Nuestros hallazgos destacan aún más las posibles contribuciones de estas intervenciones a la mitigación del clima mediante la restauración del carbono azul y la eliminación de la sobrepesca en alta mar. Esto se suma a una amplia gama de otros beneficios ecológicos y socioeconómicos de la ordenación pesquera y la planificación espacial eficaces en alta mar, como la conservación de la biodiversidad, la reducción de la esclavitud moderna en la pesca y las desigualdades entre países, mejorar la viabilidad de la pesca en pequeña escala y, en general, lograr varios objetivos de desarrollo sostenible.
Nuestros análisis proporcionan estimaciones sólidas, aunque conservadoras, sobre cómo la pesca, principalmente la industrial, ha afectado el secuestro de carbono azul desde 1950. Sin embargo, se necesitan más estudios para proporcionar estimaciones completas del potencial de carbono azul de los vertebrados marinos y los impactos de las actividades humanas en esta vía de secuestro.
En particular, solo hemos incluido las pesquerías dirigidas a peces de gran tamaño en áreas con una profundidad media de más de 200 my excluidas las áreas de surgencia; por lo tanto, solo el 9,5% de las capturas totales en 2014 se consideran en nuestro estudio. Para evaluar completamente la efectividad de las medidas que promueven el secuestro de carbono azul por parte de todos los vertebrados marinos, incluidos los mamíferos y las especies pequeñas pelágicas y mesopelágicas, sería necesario estimar la cantidad de carbono secuestrado después de la muerte natural por más especies.
Por ejemplo, si el atún barrilete (Las poblaciones de Katsuwonus pelamis ) podrían recuperarse a su nivel anterior a la explotación solo en el Océano Pacífico occidental, por lo que se secuestrarían 1,63 MtC anualmente. Esto es solo el 6,8% de la cantidad anual de carbono secuestrado por los manglares (24 MtC por año); pero si incluimos una recuperación, incluso parcial, de mamíferos marinos y de todas las demás especies de peces pelágicos, bentopelágicos y mesopelágicos, entonces podemos esperar mucho más.
Esto significa que probablemente hayamos subestimado no solo el verdadero papel que los vertebrados marinos pueden tener en el secuestro de carbono, sino también el impacto de la pesca en este secuestro de carbono. Sugerimos que las medidas para reconstruir las poblaciones de peces a un nivel sostenible, por ejemplo, biomasa por encima del rendimiento máximo sostenible (RMS ; > B RMS ), podría inducir una cantidad mucho mayor de carbono secuestrado por grandes vertebrados marinos, comparable a otras SbN costeras al cambio climático, como el potencial de mitigación de carbono de la restauración de humedales costeros (54 a 233 MtC por año).
Se puede explorar una gama más amplia de SbN, incluidos diferentes escenarios de gestión de los océanos, para comprender cómo se puede restaurar y / o mejorar el carbono azul de los vertebrados marinos de manera más eficaz.
También es importante considerar las compensaciones más amplias de las SbN relacionadas con el carbono azul del pescado con otros cambios de la sociedad que tienen como objetivo promover el desarrollo sostenible. Por ejemplo, limitar las capturas de grandes especies pelágicas en alta mar podría llevar a la sustitución de los mariscos por otras fuentes de proteínas y nutrientes con mayor huella ambiental y social.
En particular, la huella de carbono de los productos derivados de la pesca marina y destinados al consumo humano es mucho menor en comparación con otras fuentes de proteína animal (por ejemplo, carne de res, cordero y cerdo). Un reemplazo de la proteína del pescado por la proteína del ganado promovería el secuestro de carbono por las grandes especies pelágicas no explotadas, pero simultáneamente aumentaría el CO 2emisiones del sector agrícola.
Sin embargo, dado que muchas poblaciones de peces se encuentran actualmente por debajo de su potencial de producción debido a la sobrepesca, la reconstrucción de las poblaciones de peces sobreexplotadas puede garantizar una producción de productos del mar más sostenible, limitando el cambio hacia la proteína del ganado y mejorando la captura de carbono azul con más peces de gran tamaño y hundimiento. cadáveres.
Conclusiones y perspectivas
Nuestros hallazgos proporcionan una base para incluir otros procesos fisiológicos y ecológicos que influyen en el balance de carbono de un pez durante todas sus etapas de vida. El pescado contribuye al ciclo del carbono inorgánico a través de la respiración (fuente de CO 2 ) y la producción de carbonato (CaCO 3 ), un subproducto del proceso de osmorregulación.
El hundimiento de los cristales de carbonato podría incrementar el secuestro de carbono, mientras que la reacción química también produce algo de CO 2 y modifica la química del océano. La remoción a gran escala de los depredadores del ápice del océano puede cambiar la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas.
En algunos casos, la sobrepesca de depredadores puede inducir cascadas tróficas que inducen un aumento en la abundancia de peces forrajeros que tienen un cuerpo más pequeño y un nivel trófico más bajo, una disminución en la biomasa del zooplancton debido al mayor pastoreo de los peces forrajeros, lo que resulta en un aumento en la biomasa del fitoplancton.
En consecuencia, la captura de peces grandes podría disminuir el secuestro de carbono por el zooplancton pero aumentar el de fitoplancton. Sin embargo, estos efectos en cascada no son consistentes en todo el océano, y los efectos del agotamiento de grandes poblaciones de peces no siempre se extienden hacia los niveles tróficos más bajos.
Si la pérdida de los depredadores ápice afecta negativamente el secuestro de carbono en los ecosistemas costeros, hasta donde sabemos, no hay evidencia de este impacto indirecto en los sistemas pelágicos. Además, existe una creciente evidencia de que estos depredadores ápice proporcionan nutrientes a través de procesos como la excreción y la defecación.
Algunas especies, como los cachalotes, juegan un papel clave en la creación de puntos críticos biogeoquímicos, promoviendo las inflorescencias de fitoplancton y aumentando la exportación de carbono en las profundidades del océano. Por lo tanto, especies como atunes, peces picudos y tiburones sin duda impulsarían el suministro de nutrientes en algunas zonas oligotróficas de alta mar, lo que, por extensión, aumentaría el secuestro de carbono en las profundidades del océano a través de la sedimentación de nieve marina.
Este estudio proporciona una primera estimación global y conservadora sobre cómo las pesquerías han contribuido a reducir el potencial de secuestro de carbono de los peces grandes al sacarlos del océano. Desde 1950, las pesquerías han emitido 0,2 GtC a la atmósfera y han evitado el secuestro de 21,8 ± 4,4 MtC mediante la extracción de carbono azul. Este impacto directo de la pesca en la captura de carbono azul es mucho menor que la capacidad de captura anual de ecosistemas como manglares (24 MtC por año) o pastos marinos (104 MtC por año).
Sin embargo, planteamos la cuestión de evaluar rápidamente el efecto de las medidas que promueven la recuperación de las poblaciones de peces, sobre la reactivación de la capacidad natural de los grandes peces para secuestrar carbono mediante el hundimiento de sus canales o mediante su potencial efecto indirecto sobre la captación de carbono. por otros compartimentos vivos (es decir, fitoplancton). Esto mejoraría las estimaciones para evaluar si la reconstrucción de las poblaciones de peces puede considerarse una NBS adicional al cambio climático que se ha ignorado hasta ahora.
Fuente: Advances Sciencemag
