Anne Deininger ha estudiado cómo la deposición de nitrógeno afecta las redes tróficas de los lagos boreales. Aquí:muestreo en el lago Nästjärn. Crédito:Marcus Klaus
La deposición de nitrógeno causada por las actividades humanas puede conducir a un aumento de la producción de fitoplancton en los lagos boreales. La respuesta de los lagos boreales a la deposición de nitrógeno dependerá en gran medida del contenido de carbono orgánico de cada lago, que se prevé que aumenten con el clima futuro más cálido y húmedo. Esto según una tesis de la Universidad de Umeå.
El aumento mundial de la deposición de nitrógeno inorgánico a través de la combustión de combustibles fósiles, la fertilización y la silvicultura han estado interviniendo drásticamente en el ciclo natural del nitrógeno de la Tierra. Redes alimenticias de los lagos boreales, que históricamente han recibido poca deposición de nitrógeno hasta ahora, se espera que sean especialmente susceptibles a aumentos en la disponibilidad de nitrógeno inorgánico.
Simultaneamente, cambio global mediado por el calentamiento, aumento de la precipitación, y la deposición reducida de sulfato atmosférico está mejorando las cargas de carbono orgánico disuelto terrestre en los sistemas acuáticos.
Sin embargo, Hasta ahora no se han realizado experimentos de lagos completos que demuestren las consecuencias de una mayor disponibilidad de nitrógeno inorgánico y carbono orgánico sobre la productividad y la estructura de la red alimentaria en los lagos boreales naturales.
Para abordar estas preguntas, Anne Deininger realizó experimentos de fertilización con nitrógeno en todo el lago. Estudió seis lagos en el norte de Suecia con concentraciones de carbono orgánico naturalmente diferentes (dos lagos transparentes, dos lagos con niveles intermedios de carbono orgánico, y dos lagos ricos en carbono orgánico, "marrón") durante tres años.
La configuración incluyó un año midiendo las condiciones de referencia y dos años con manipulaciones experimentales de nitrógeno. Luego, Anne Deininger siguió cómo el nitrógeno agregado entró en la cadena alimentaria, cómo afectó a diferentes grupos de organismos, y por último se probó si la respuesta difería dependiendo del contenido de carbono orgánico de los lagos.
Para estudiar el crecimiento del zooplancton, es necesario excluir a los depredadores como los peces. En cada recinto de lagos (o mesocosmos) se realizaron estudios con este propósito. Se muestran (a) el experimento en ejecución, (b) construcción de mesocosmos, y (c) transporte de mesocosmos. Crédito:Anne Deininger
La adición de nitrato mejoró claramente la producción de fitoplancton y la biomasa en todos los lagos experimentales. Sin embargo, Anne Deininger descubrió que este efecto estimulante del nitrógeno disminuía con el aumento del contenido de carbono orgánico del lago causado por la reducción de luz atribuida.
"Estos son resultados muy interesantes porque muestran que la respuesta de las redes tróficas de los lagos boreales a una mayor deposición de nitrógeno está fuertemente ligada a la concentración de carbono orgánico dentro de cada lago. A su vez, también significa que el cambio global y sus efectos sobre el ciclo global del carbono determinarán en gran medida la respuesta de los lagos boreales a los cambios en la deposición de nitrógeno. Esto es algo sobre lo que solo podíamos especular hasta ahora, "dice Anne Deininger.
Otra cuestión importante que se aborda en la tesis es cómo la deposición de nitrógeno podría afectar a los consumidores de fitoplancton, y la estructura de la red alimentaria en general. Curiosamente, Además, la respuesta de los consumidores (es decir, el zooplancton) a la adición de nitrógeno difirió según el contenido de carbono orgánico de cada lago. Especialmente en lagos más claros con bajo contenido de carbono orgánico, el fitoplancton se enriqueció tanto en nitrógeno que se convirtió en un alimento de mala calidad para el zooplancton. Por lo tanto, aunque los recursos alimenticios aumentaron con la adición de nitrógeno, la disminución de la calidad de los alimentos dio como resultado un menor crecimiento de sus consumidores y una menor transferencia de energía en la cadena alimentaria. En lagos más marrones y ricos en carbono orgánico, La calidad de los alimentos no se redujo en la misma medida que en los lagos de agua clara y la red alimentaria fue claramente más resistente a la adición de nitrógeno.
"En resumen, mi tesis sugiere que cualquier cambio en el paisaje que mejore la disponibilidad de nitrógeno inorgánico afectará especialmente a las redes tróficas en la zona de aguas abiertas de los lagos de agua clara. A diferencia de, El aumento inducido por el cambio global en la exportación de carbono orgánico de la tierra a los lagos boreales dará como resultado más lagos con menor producción de fitoplancton y biomasa y con redes tróficas más resistentes al aumento de la deposición de nitrógeno. "dice Anne Deininger.
En tono rimbombante, como siguiente paso, las investigaciones futuras deben resolver dónde termina finalmente el nitrógeno depositado en los lagos ricos en materia orgánica. Dado que no es absorbido tan eficientemente por la red trófica en la zona de aguas abiertas, podría entrar en las vías microbianas si el fondo del lago directamente o alternativamente ser arrastrado y absorbido por la vegetación de la ribera corriente abajo.
En tiempos de aumento de la capacidad informática, La recopilación de datos de experimentos de campo empíricos es crucial para construir marcos y modelos predictivos para diagnosticar cuándo, dónde y cómo responderán los ecosistemas al cambio global y los cambios en la deposición de nitrógeno.
"Esto fue parte de mi trabajo y desarrollar tales modelos es importante, ya que ayudará en gran medida a nuestra capacidad para gestionar el cambio global futuro ".
