Funcionalidad y resiliencia de suelos frente al cambio climático en ambientes mediterráneos contaminados por residuos mineros: aspectos ecotoxicológicos y uso de biochar para la remediación (CGL2016-80981-R)

Proyecto
Financiación

Ministerio de Economía y Competitividad

Duración

2017-2020

Entidades Participantes

UPCT-UMU

Objetivo General

Objeticos específicos. 1. Profundizar en el conocimiento de los nichos edáficos de depósitos de residuos de minería metálica abandonados y su relación con la colonización vegetal; 2. Evaluar la resiliencia de los nichos edáficos frente a escenarios de cambio climático; 3. Evaluar el efecto de la adición de enmiendas orgánicas sobre la regeneración funcional del suelo y su resiliencia frente a escenarios de cambio climático.

Resumen

Se realizó en el Distrito Minero de La Unión-Cartagena (Murcia, SE de España), en depósitos de residuos mineros abandonados colonizados parcialmente por la vegetación y en los bosques del entorno. Ambientes estudiados: A) Dentro de los depósitos: 1. Zonas sin vegetación; 2. Parches de vegetación con individuos aislados de Pinus halepensis; 3. Parches con individuos aislados de P. halepensis y hierbas y matorrales; 4. Grandes parches formados por bosquetes de P. halepensis con hierbas y matorrales. B) Fuera de los depósitos: 5. Bosque de P. halepensis junto a los depósitos; 6. Bosque de P. halepensis alejado de los depósitos. Además, se hizo un ensayo de enmendado en suelos sin vegetación adicionando biochar (3%) mezclado con residuos sólidos urbanos -RSU- (1%) para evaluar si se producían mejoras y si se inducía la colonización espontánea de la vegetación. Se analizó
estacionalmente el comportamiento biogeoquímico, microbiológico, biológico y ecotoxicológico de los
suelos. Resultados: La colonización vegetal espontánea mejora estructural y funcionalmente los suelos de los depósitos mineros y disminuye su ecotoxicidad. Las mejoras fueron consistentes a pesar de los cambios estacionales de humedad y temperatura, por lo que se infiere su resiliencia frente a factores de cambio climático. Parches con mayor diversidad de formas biológicas y especies vegetales con distintas estrategias funcionales presentaron suelos con funcionalidad semejante a los bosques circundantes. La adición de biohcar+RSU mejoró las propiedades y funcionalidad de los suelos desnudos y desencadenó la colonización vegetal. Los efectos de los factores de cambio climático en los suelos de los depósitos mineros estuvieron modulados por la vegetación y sus características. Los suelos de ambientes colonizados por la vegetación en depósitos mineros no fueron tóxicos para las semillas ni para los invertebrados edáficos ni antes ni después de someterlos a los escenarios de cambio climático, aunque la reproducción se vio afectada por factores climáticos. Los suelos de los depósitos mineros carentes de vegetación fueron muy tóxicos en todos los casos, toxicidad que se corrigió con la adición de la enmienda. Conclusión. La colonización vegetal espontánea de depósitos de residuos mineros abandonados induce mejoras en los suelos, disminuye su ecotoxicidad y aumenta la resiliencia frente al cambio climático. Las labores de restauración de estos ambientes deberían preservar los parches de vegetación formados espontáneamente y estimular la formación de nuevos parches con enmiendas.

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Resultados

TESIS DOCTORAL

Functional and ecotoxicological soil regeneration in abandoned metal(loid) mine tailings from semiarid Mediterranean environments spontaneously colonized by vegetation. Antonio Peñalver Alcalá. Doctorado Internacional por la UPCT del programa Técnicas Avanzadas en Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentario (TAIDA).

ARTÍCULOS

Peñalver-Alcalá, A., Álvarez-Rogel, J., Peixoto, S., Silva, I., Silva, A.R.R., González-Alcaraz, M.N. 2021. The relationships between functional and physicochemical soil parameters in metal(loid) mine tailings from Mediterranean semiarid areas support the value of spontaneous vegetation colonization for phytomanagement. Ecological Engineering 168, 106293. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2021.106293 

Peñalver-Alcalá, A., Álvarez-Rogel, J., Conesa, HM, González-Alcaraz, MN. 2021. Biochar and urban solid refuse ameliorate the inhospitality of acidic mine tailings and foster effective spontaneous plant colonization under semiarid climate. Journal of Environmental Management 292, 112824.  https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112824

Álvarez-Rogel, J., Peñalver-Alcalá, A., Jiménez-Cárceles, F.J., Tercero, M.C., González-Alcaraz, M.N. 2021. Evidence supporting the value of spontaneous vegetation for phytomanagement of soil ecosystem functions in abandoned metal(loid) mine tailings. Catena 201, 105191. https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105191.

 

CONGRESOS

Autores: González-Alcaraz, M.N., Malheiro, C., Cardoso, D.N., Silva, A.R.R., Quintaneiro, C., Ferreira, A., Alves, M., Silva, I., Álvarez-Rogel, J., Verweij, R., Mariën, J., Roelofs, D., van Gestel, C.A.M., Henriques, I., Loureiro, S. Año: Soil metal-contamination meets global climate change: effects on soil properties and toxicity risks to soil biota. SETAC Europe 29th Annual Meeting. Helsinki (Finland). Fecha: 26-30 May 2019. Poster presentation. ​​

Autores: Peñalver Alcalá, A., Álvarez-Rogel, J., González-Alcaraz, M.N. Soil microbial activity in relation with stages of plant colonization in mine tailings soils of a Mediterranean area. SETAC Europe 29th Annual Meeting. Helsinki (Finland). Fecha: 26-30 May 2019. Poster presentation. ​​

Autores: Jose Alvarez-Rogel, Antonio Peñalver Alcalá, María del Carmen Tercero Gómez, Héctor Miguel Conesa Alcaraz, Obdulia Martínez Oró, Francisco José Jiménez-Cárceles, Rudo A. Verweij, C.A.M. van Gestel, M. Nazaret González-Alcaraz. Título: Functional and structural soil‐vegetation indicators of ecosystem functioning in metal‐contaminated environments: a case study in SE Spain. Tipo de participación: PÓSTER. Congreso: SETAC Europe 28th Annual Meeting. Lugar celebración: Roma (Italia). Fecha: Mayo 2018

Autores: Antonio Peñalver Alcalá, Jose Alvarez-Rogel, María del Carmen Tercero Gómez, M. Nazaret González-Alcaraz. Título: Decomposition rates and feeding activity of soil fauna in relation with stages of plant colonization in mine soils of a Mediterranean area. Tipo de participación: PÓSTER. Congreso: SETAC Europe 28th Annual Meeting. Lugar celebración: Roma (Italia). Fecha: Mayo 2018

Autores: J. Álvarez-Rogel, H.M. Conesa Alcaraz, I. Párraga-Aguado, O. Martínez Oró, M.C. Tercero Gómez, A. Peñalver Alcalá, F.J. Jiménez-Cárceles, J.J. Martínez Sánchez, M.N. González-Alcaraz Título: Ecological impacts and ecosystem response in an old mining area of SE Spain: learning lessons for phytomanagement. Tipo de participación: PÓSTER. Congreso: SETAC Europe 27th Annual Meeting. Lugar celebración: Bruselas (Bélgica). Fecha: Mayo 2017

Autores: Álvarez-Rogel, J., Peñalver AIcalá, A., Conesa Alcaraz, H.M., Martínez-Sánchez, J.J., Vicente Colomer M.J., van Gestel, C.A.M., Delgado Iniesta, M.J., Jiménez-Cárceles, F.J., González-AIcaraz M.N. Título: Funcionalidad y resiliencia de suelos en ambientes mediterráneos afectados por residuos mineros: objetivos y diseño experimental del proyecto RESCLICONT. Tipo de participación: PÓSTER. Congreso: XXXI Reunión Nacional de Suelos de la SECS. Publicación: Libro de resúmenes. Lugar celebración: Madrid (España). Fecha: Junio 2017