Anne Deininger estudou como a deposição de nitrogênio afeta as cadeias alimentares de lagos boreais. Aqui:amostragem no lago Nästjärn. Crédito:Marcus Klaus
A deposição de nitrogênio causada por atividades humanas pode levar ao aumento da produção de fitoplâncton em lagos boreais. A resposta dos lagos boreais à deposição de nitrogênio dependerá fortemente do conteúdo de carbono orgânico de cada lago, que se prevê aumentarão com o futuro clima mais quente e úmido. Isso de acordo com uma tese da Universidade de Umeå.
O aumento mundial da deposição de nitrogênio inorgânico por meio da combustão de combustível fóssil, a fertilização e a silvicultura têm interferido drasticamente no ciclo natural do nitrogênio da Terra. Teias alimentares de lagos boreais, que historicamente receberam pouca deposição de nitrogênio até agora, deverão ser especialmente suscetíveis a aumentos na disponibilidade de nitrogênio inorgânico.
Simultaneamente, mudança global mediada pelo aquecimento, aumento da precipitação, e a deposição reduzida de sulfato atmosférico está aumentando as cargas de carbono orgânico dissolvido terrestre para os sistemas aquáticos.
Contudo, experimentos em lagos inteiros demonstrando as consequências do aumento da disponibilidade de nitrogênio inorgânico e carbono orgânico na produtividade e na estrutura da teia alimentar em lagos boreais naturais não existiam até agora.
Para resolver essas questões, Anne Deininger conduziu experimentos de fertilização com nitrogênio em lagos inteiros. Ela estudou seis lagos no norte da Suécia com concentrações de carbono orgânico naturalmente diferentes (dois lagos claros, dois lagos com níveis intermediários de carbono orgânico, e dois lagos ricos em carbono orgânico, "marrom") mais de três anos.
A configuração incluiu condições de referência de medição de um ano e dois anos com manipulações experimentais de nitrogênio. Então, Anne Deininger acompanhou como o nitrogênio adicionado entrou na cadeia alimentar, como isso afetou diferentes grupos de organismos, e por último testou se a resposta diferia dependendo dos conteúdos de carbono orgânico do lago.
Para estudar o crescimento do zooplâncton, predadores como peixes precisam ser excluídos. Em cada recinto lacustre (ou mesocosmo) foram realizados estudos para este fim. São mostrados (a) o experimento em execução, (b) construção do mesocosmo, e (c) transporte do mesocosmo. Crédito:Anne Deininger
A adição de nitrato claramente aumentou a produção de fitoplâncton e biomassa em todos os lagos experimentais. Contudo, Anne Deininger descobriu que este efeito estimulante do nitrogênio diminuiu com o aumento do conteúdo de carbono orgânico do lago causado pela redução de luz atribuída.
"Estes resultados são muito interessantes porque mostram que a resposta das teias alimentares dos lagos boreais à deposição de nitrogênio intensificada está fortemente ligada à concentração de carbono orgânico dentro de cada lago. Por sua vez, também significa que a mudança global e seus efeitos no ciclo global do carbono irão determinar fortemente a resposta dos lagos boreais às mudanças na deposição de nitrogênio. Isso é algo que só podíamos especular até agora, "diz Anne Deininger.
Outra questão importante abordada na tese é como a deposição de nitrogênio pode afetar os consumidores de fitoplâncton, e a estrutura da teia alimentar em geral. Interessantemente, também a resposta dos consumidores (ou seja, zooplâncton) à adição de nitrogênio diferiu dependendo do teor de carbono orgânico de cada lago. Especialmente em lagos mais claros com baixo teor de carbono orgânico, o fitoplâncton tornou-se tão enriquecido em nitrogênio que se tornou um alimento de baixa qualidade para o zooplâncton. Assim, embora os recursos alimentares aumentassem com a adição de nitrogênio, a diminuição da qualidade dos alimentos resultou em menor crescimento de seus consumidores e menos energia sendo transferida para cima na cadeia alimentar. Em lagos mais castanhos e ricos em carbono orgânico, a qualidade dos alimentos não foi reduzida na mesma medida que em lagos de água clara e a cadeia alimentar era claramente mais resistente à adição de nitrogênio.
"Resumindo, minha tese sugere que qualquer mudança na paisagem que aumente a disponibilidade de nitrogênio inorgânico afetará especialmente as teias alimentares na zona de águas abertas de lagos de águas claras. Em contraste, o aumento induzido pela mudança global na exportação de carbono orgânico da terra para os lagos boreais resultará em mais lagos com menor produção de fitoplâncton e biomassa e com teias alimentares sendo mais resistentes à deposição de nitrogênio aprimorada, "diz Anne Deininger.
Mais importante, como próximo passo, pesquisas futuras precisam resolver para onde o nitrogênio depositado em lagos ricos em orgânicos acabará. Uma vez que não é absorvido de forma tão eficiente pela cadeia alimentar na zona de água aberta, ele pode entrar nas vias microbianas diretamente no fundo do lago ou, alternativamente, ser arrastado e levado pela vegetação da margem do rio a jusante.
Em tempos de aumento da capacidade dos computadores, reunir dados empíricos de experimentos de campo é crucial para construir estruturas e modelos preditivos para diagnosticar quando, onde e como os ecossistemas responderão às mudanças globais e mudanças na deposição de nitrogênio.
"Isso fazia parte do meu trabalho e desenvolver esses modelos é importante, pois ajudará muito em nossa capacidade de gerenciar mudanças globais futuras. "
