IMAGE: Anne Deininger ha estudiado cómo la deposición de nitrógeno afecta a las redes alimentarias de los lagos boreales. Aquí: degustación en el lago Nästjärn.ver más
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 aumente con el futuro clima más cálido y húmedo. Esto según un estudio de la Universidad de Ume en el norte de Suecia.
El aumento mundial de la deposición de nitrógeno inorgánico a través de la combustión de combustibles fósiles, la fertilización y la silvicultura ha estado interviniendo drásticamente en el ciclo natural del nitrógeno de la Tierra. Se espera que las redes alimentarias de los lagos boreales, que históricamente han recibido poca deposición de nitrógeno hasta ahora, sean especialmente susceptibles a aumentos en la disponibilidad de nitrógeno inorgánico.
Simultáneamente, el cambio global mediado por el calentamiento, el aumento de las precipitaciones y la reducción de la deposición de sulfato atmosférico está mejorando la carga de carbono orgánico disuelto terrestre en los sistemas acuáticos.
Sin embargo, hasta ahora no se han realizado experimentos en lagos enteros que demuestren las consecuencias del aumento de la disponibilidad de nitrógeno inorgánico y carbono orgánico sobre la productividad y la estructura de la red alimentaria en los lagos boreales naturales.
Para responder a estas preguntas, Anne Deininger llevó a cabo experimentos de fertilización con nitrógeno en todo el lago. Estudió seis lagos en el norte de Suecia con diferentes concentraciones de carbono orgánico natural (dos lagos claros, dos lagos con niveles intermedios de carbono orgánico, y dos lagos ricos en carbono orgánico, "marrón") durante tres años.
La instalación incluyó un año midiendo las condiciones de referencia y dos años con manipulaciones experimentales de nitrógeno. Luego, Anne Deininger siguió cómo el nitrógeno añadido entró en la cadena alimenticia, cómo afectaba a los diferentes grupos de organismos y, por último, probó si la respuesta difería en función del contenido de carbono orgánico del lago.
La adición de nitratos mejoró claramente la producción de fitoplancton y biomasa en todos los lagos experimentales. Sin embargo, Anne Deininger encontró que este efecto estimulante del nitrógeno disminuía con el aumento del contenido de carbono orgánico del lago causado por la reducción de la luz atribuida.
"Esto es muy interesante porque muestra que la respuesta de las redes alimentarias de los lagos boreales a la 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 en el ciclo global del carbono determinarán fuertemente la respuesta de los lagos boreales a los cambios en la deposición de nitrógeno. Esto es algo sobre lo que sólo podíamos especular hasta ahora", dice Anne Deininger.
Otra cuestión importante abordada en la tesis es cómo la deposición de nitrógeno podría afectar a los consumidores de fitoplancton y a la estructura de la red alimentaria en general. Curiosamente, también la respuesta de los consumidores (es decir, el zooplancton) a la adición de nitrógeno difirió dependiendo del 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 alimentos de baja calidad para el zooplancton. Así pues, aunque los recursos alimentarios aumentaron con la adición de nitrógeno, su menor calidad alimentaria dio lugar a un menor crecimiento de sus consumidores y a una menor transferencia de energía a lo largo de la cadena alimentaria. En los lagos más marrones y más 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 era 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 alimenticias en la zona de aguas abiertas de los lagos de aguas claras. En contraste, el cambio global inducido por el aumento de la exportación de carbono orgánico de la tierra a los lagos boreales resultará en más lagos con menor producción de fitoplancton y biomasa y con redes alimentarias más resistentes a la deposición mejorada de nitrógeno", dice Anne Deininger.
Es importante destacar que, como siguiente paso, la investigación futura necesita resolver dónde termina finalmente el nitrógeno depositado en los lagos ricos en materia orgánica. Debido a que no es absorbido tan eficientemente por la red alimenticia en la zona de aguas abiertas, podría entrar en las vías microbianas si el fondo del lago es arrastrado directamente o, alternativamente, arrastrado por la vegetación de las riberas de los arroyos aguas abajo.
En tiempos de aumento de las capacidades informáticas, la recopilación de datos empíricos de experimentos de campo es crucial para construir marcos y modelos predictivos para diagnosticar cuándo, dónde y cómo responderán los ecosistemas al cambio global y a los cambios en la deposición de nitrógeno.
"Esto fue parte de mi trabajo y el desarrollo de tales modelos es importante, ya que ayudará enormemente a nuestra capacidad para gestionar el futuro cambio global".
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