Funcionament dels Ecosistemes

Al CREAF investiguem com la composició química elemental de les espècies, les comunitats i el sòl es relaciona amb el funcionament bàsic dels ecosistemes, com els fluxos de matèria i energia, els cicles de nutrients i les estratègies de creixement, així com la seva estructura, incloent diversitat i xarxes tròfiques.  

Utilitzem anàlisis metabòliques per estudiar com els canvis ambientals afecten el funcionament dels organismes i el sòl. Avaluem l'impacte dels contaminants en les xarxes tròfiques a través d'estudis d'ecotoxicologia i investiguem la resposta evolutiva dels organismes a canvis ambientals mitjançant metagenòmica, afegint una dimensió temporal a la nostra recerca. 

Les principals línies de treball del CREAF són:

• Ecologia química i cicles biogeoquímics: Estudiem com els canvis climàtics, la deposició de nitrogen i l’augment de CO₂ afecten els mecanismes químics i els cicles biogeoquímics, incloent les alteracions en el nínxol biogeoquímic.
• Metabolòmica i metagenòmica: Analitzem l'impacte del canvi climàtic en els organismes mitjançant tècniques òmiques com la determinació per 1H NMR i metagenòmica, per comprendre els canvis genètics i epigenètics.
• Composicions elementals i ecotoxicologia: Estudiem les alteracions en la composició elemental i les seves relacions estequiomètriques, així com la prevalença de contaminants en les xarxes tròfiques.
• Ecologia humana i data mining: Investigem com la composició ambiental influeix en la salut humana i coordinem grans bases de dades sobre l’impacte del canvi global en la composició química del sistema planta-sòl. 

El sòl és fonamental per a la producció d’aliments i biomassa, el reciclatge de nutrients, i la biodiversitat. També contribueix a la regulació climàtica mitjançant el segrest de carboni i redueix les emissions de gasos d’efecte hivernacle. A més, el sòl regula el cicle de l’aigua, desactiva contaminants i ofereix aire i aigua neta, suportant activitats humanes.  

Amb l’augment de la població i els canvis climàtics, investigar la producció alimentària i la restauració ambiental és crucial. La degradació del sòl destaca la necessitat d’adoptar pràctiques sostenibles com l’agricultura regenerativa i millorar les tècniques de restauració del sòl. 

Les principals línies de treball del CREAF són:

• Qualitat del sòl i ecologia: Analitzem les propietats edàfiques (físiques, químiques i biològiques) i la diversitat de les xarxes tròfiques en diferents ecosistemes (forestals, arbustius i agrícoles).
• Cicles de nutrients: Estudiem l’emmagatzematge de C, l’intercanvi gasós sòl-atmosfera i els cicles de nutrients (especialment N i P), en sòls naturals i afectats per pertorbacions antròpiques.
• Sòls contaminats i remediació: Avaluem la contaminació dels sòls, la necessitat d’actuacions de remediació i la seva eficàcia, així com la valorització de residus orgànics per millorar la fertilitat del sòl.
• Recuperació de terrenys degradats: Investiguem la creació de tecnosòls a partir de substrats minerals i residus orgànics i estudiem l’impacte de les activitats humanes en la provisió de serveis ecosistèmics. 

Les plantes emeten compostos orgànics volàtils (COVs) amb funcions clau en la seva fisiologia i ecologia. Aquests compostos influencien la química atmosfèrica, la qualitat de l'aire i fins i tot el clima. Les projeccions indiquen un augment de les emissions de COVs degut al canvi climàtic, així com un augment de la seva volatilització amb l'escalfament global. D'altra banda, l'exposició a alts nivells d'ozó estressa les plantes, alterant les emissions de COVs i reduint la seva vida útil.  

Per això, estudiar els COVs és vital per entendre les seves interaccions amb 'ozó, el NOx i altres contaminants, i el seu impacte en la qualitat de l'aire i la salut humana. Al CREAF, combinem bioquímica vegetal, ecologia i química atmosfèrica per aportar noves perspectives sobre aquests reptes.  

Les principals línies de treball del CREAF són:

• Ecofisiologia de plantes mediterrànies: Estudiem les respostes ecofisiològiques de les plantes mediterrànies davant del canvi climàtic.
• Emissions de COVs i canvi global: Analitzem com el canvi global afecta les emissions biogèniques de compostos orgànics volàtils.
• Contingut de COVs a les plantes: Investiguem com el canvi global pot modificar els continguts de compostos orgànics volàtils en les diferents parts de les plantes.
• Caracterització de COVs: Caracteritzem les emissions i els continguts en terpens de plantes de diferents zones climàtiques (Mediterrània, Tropical, Boreal, etc.). 

En els ecosistemes terrestres, els organismes vius contribueixen a controlar els cicles del carboni, l’aigua i nutrients, tant a escales locals (ecosistemes) com a nivell de tota la Terra (Biosfera). Aquest fet determina molts dels serveis ecosistèmics que en rebem les persones. A escala global, per exemple, els boscos absorbeixen un 25% de les emissions humanes de CO2 a l’atmosfera, ajudant a reduir l’efecte hivernacle. Estudiar com l’aigua, el carboni i els nutrients entren, circulen i surten dels ecosistemes terrestres és essencial per entendre el funcionament dels ecosistemes i les seves variacions en l’espai i en el temps, així com per predir com aquest funcionament es pot veure modificat en un context de canvi global. 

Les principals línies de treball del CREAF són:

• Estocs de carboni i modelització en boscos: Estudiem la variabilitat dels estocs de carboni dels boscos en un context de canvi global utilitzant dades d'inventaris forestals i modelitzem els fluxos de carboni sota escenaris de canvi climàtic i de gestió forestal.
• Fluxos d’aigua i nutrients: Analitzem els fluxos d'aigua entre sòl, ecosistemes terrestres i atmosfera (evaporació, transpiració) i investiguem els estocs, fluxos i desequilibris de N, P i K a escala local, regional i global.
• Recuperació del sòl i biochar: Estudiem la valorització de residus orgànics per a la millora del sòl i avaluem l'ús de la pirolització de biomassa (biochar) com a tecnologia de segrest de carboni a llarg termini.