Anne Deininger ha studiato come la deposizione di azoto influenzi le reti trofiche dei laghi boreali. Qui:degustazione al lago Nästjärn. Credito:Marcus Klaus
La deposizione di azoto causata dalle attività umane può portare ad un aumento della produzione di fitoplancton nei laghi boreali. La risposta dei laghi boreali alla deposizione di azoto dipenderà fortemente dal contenuto di carbonio organico di ciascun lago, che si prevede aumenteranno con il futuro clima più caldo e umido. Questo secondo una tesi dell'Università di Umeå.
L'aumento mondiale della deposizione di azoto inorganico attraverso la combustione di combustibili fossili, la fertilizzazione e la silvicoltura stanno intervenendo drasticamente con il ciclo naturale dell'azoto della Terra. Reti trofiche dei laghi boreali, che hanno storicamente ricevuto poche deposizioni di azoto fino ad ora, si prevede che siano particolarmente suscettibili all'aumento della disponibilità di azoto inorganico.
Contemporaneamente, cambiamento globale mediato dal riscaldamento, aumento delle precipitazioni, e la ridotta deposizione atmosferica di solfati sta aumentando i carichi di carbonio organico disciolto terrestre nei sistemi acquatici.
Però, Finora mancavano esperimenti su interi laghi che dimostrassero le conseguenze dell'aumento della disponibilità di azoto inorganico e carbonio organico sulla produttività e sulla struttura della rete alimentare nei laghi boreali naturali.
Per rispondere a queste domande, Anne Deininger ha condotto esperimenti di fertilizzazione dell'azoto dell'intero lago. Ha studiato sei laghi nel nord della Svezia con concentrazioni di carbonio organico naturalmente diverse (due laghi limpidi, due laghi con livelli intermedi di carbonio organico, e due laghi ricchi di carbonio organico, "marrone") in tre anni.
Il set-up includeva un anno di misurazione delle condizioni di riferimento e due anni con manipolazioni sperimentali dell'azoto. Quindi, Anne Deininger ha seguito come l'azoto aggiunto è entrato nella catena alimentare, come ha colpito diversi gruppi di organismi, e infine testato se la risposta differiva a seconda del contenuto di carbonio organico dei laghi.
Per studiare la crescita dello zooplancton, i predatori come i pesci devono essere esclusi. In ogni recinto lacustre (o mesocosmo) sono stati condotti studi a questo scopo. Sono mostrati (a) l'esperimento in corso, (b) costruzione del mesocosmo, e (c) trasporto nel mesocosmo. Credito:Anne Deininger
L'aggiunta di nitrati ha chiaramente migliorato la produzione di fitoplancton e la biomassa in tutti i laghi sperimentali. Però, Anne Deininger ha scoperto che questo effetto stimolante dell'azoto diminuiva con l'aumento del contenuto di carbonio organico del lago causato dalla riduzione della luce attribuita.
"Questo è un risultato molto interessante perché mostra che la risposta delle reti trofiche dei laghi boreali alla maggiore deposizione di azoto è fortemente legata alla concentrazione di carbonio organico all'interno di ciascun lago. A sua volta, significa anche che il cambiamento globale ei suoi effetti sul ciclo globale del carbonio determineranno fortemente la risposta dei laghi boreali ai cambiamenti nella deposizione di azoto. Questo è qualcosa su cui potevamo solo speculare fino ad ora, "dice Anne Deininger.
Un'altra questione importante affrontata nella tesi è come la deposizione di azoto possa influenzare i consumatori di fitoplancton, e la struttura della rete alimentare in generale. interessante, anche la risposta dei consumatori (es. zooplancton) all'aggiunta di azoto differiva a seconda del contenuto di carbonio organico di ciascun lago. Soprattutto nei laghi più limpidi a basso contenuto di carbonio organico, il fitoplancton si è talmente arricchito di azoto da diventare un alimento di scarsa qualità per lo zooplancton. Così, sebbene le risorse alimentari siano aumentate con l'aggiunta di azoto, la sua ridotta qualità del cibo ha comportato una ridotta crescita dei consumatori e meno energia trasferita lungo la catena alimentare. Nei laghi più marroni e ricchi di carbonio organico, la qualità del cibo non è stata ridotta nella stessa misura dei laghi di acqua limpida e la rete alimentare è stata chiaramente più resistente all'aggiunta di azoto.
"In sintesi, la mia tesi suggerisce che qualsiasi cambiamento nel paesaggio che aumenti la disponibilità di azoto inorganico influenzerà in particolare le reti trofiche nella zona di acque libere dei laghi di acqua limpida. In contrasto, L'aumento indotto dal cambiamento globale nell'esportazione di carbonio organico dalla terra ai laghi boreali si tradurrà in più laghi con una minore produzione di fitoplancton e biomassa e con reti alimentari più resistenti alla deposizione di azoto potenziata, "dice Anne Deininger.
È importante sottolineare che come passo successivo, la ricerca futura deve risolvere dove finisce l'azoto depositato nei laghi ricchi di sostanze organiche. Poiché non viene assorbito in modo così efficiente dalla rete alimentare nella zona di acque libere, potrebbe entrare nei percorsi microbici direttamente sul fondo del lago o, in alternativa, essere dilavato e assorbito dalla vegetazione delle sponde del torrente a valle.
In tempi di crescente capacità del computer, la raccolta di dati di esperimenti sul campo empirici è fondamentale per costruire quadri e modelli predittivi per diagnosticare quando, dove e come gli ecosistemi risponderanno al cambiamento globale e ai cambiamenti nella deposizione di azoto.
"Questo faceva parte del mio lavoro e lo sviluppo di tali modelli è importante, in quanto aiuterà notevolmente la nostra capacità di gestire il futuro cambiamento globale".
