Отложения азота, вызванные деятельностью человека, могут привести к увеличению производства фитопланктона в бореальных озерах. Реакция бореальных озер на осаждение азота будет сильно зависеть от содержания органического углерода в каждом озере, которое, по прогнозам, будет увеличиваться с более теплым и влажным климатом в будущем. Об этом говорится в исследовании Университета Умео на севере Швеции.
Всемирный рост осаждения неорганического азота в результате сжигания ископаемого топлива, внесения удобрений и лесного хозяйства резко вмешивается в естественный азотный цикл Земли. Ожидается, что пищевые сети бореальных озер, которые до сих пор не подвергались осаждению азота, будут особенно восприимчивы к увеличению доступности неорганического азота.
В то же время глобальные изменения, вызванные потеплением, увеличением количества осадков и уменьшением атмосферных отложений сульфатов, увеличивают нагрузку растворенного органического углерода на суше на водные системы.
Однако эксперименты с целым озером, демонстрирующие последствия повышенной доступности неорганического азота и органического углерода для продуктивности и структуры пищевой сети в естественных бореальных озерах, до сих пор отсутствуют.
Чтобы ответить на эти вопросы, Энн Дайнингер провела эксперименты по азотному удобрению всего озера. Она изучала шесть озер в Северной Швеции с разной концентрацией органического углерода (два чистых озера, два озера со средним уровнем содержания органического углерода и два озера с высоким содержанием органического углерода, «коричневые») в течение трех лет.
Установка включала один год измерений в стандартных условиях и два года экспериментальных манипуляций с азотом. Затем Энн Деинингер проследила за тем, как добавленный азот вошел в пищевую цепь, как он повлиял на различные группы организмов, и, наконец, проверила, отличается ли реакция в зависимости от содержания органического углерода в озере.
Добавление нитратов явно увеличило производство фитопланктона и биомассу во всех экспериментальных озерах. Однако Энн Дейнингер обнаружила, что этот стимулирующий эффект азота уменьшается с увеличением содержания органического углерода в озере, вызванным уменьшением освещенности..
Это очень интересные результаты, поскольку они показывают, что реакция пищевых сетей бореальных озер на усиленное осаждение азота тесно связана с концентрацией органического углерода в каждом озере. В свою очередь, это также означает, что глобальные изменения и их последствия на глобальный углеродный цикл во многом определит реакцию бореальных озер на изменения в осаждении азота. До сих пор мы могли только строить догадки об этом», - говорит Энн Дейнингер.
Еще один важный вопрос, рассматриваемый в диссертации, заключается в том, как осаждение азота может повлиять на потребителей фитопланктона и структуру пищевой сети в целом. Интересно, что реакция консументов (то есть зоопланктона) на добавление азота различалась в зависимости от содержания органического углерода в каждом озере. Особенно в более чистых озерах с низким содержанием органического углерода фитопланктон настолько обогащается азотом, что становится некачественным кормом для зоопланктона. Таким образом, хотя пищевые ресурсы увеличились с добавлением азота, его снижение качества продуктов питания привело к снижению роста их потребителей и уменьшению количества энергии, передаваемой вверх по пищевой цепи. В более коричневых и богатых органическим углеродом озерах качество пищи не снижалось в такой степени, как в озерах с чистой водой, и пищевая сеть была явно более устойчивой к добавлению азота.
Подводя итог, мой тезис предполагает, что любое изменение ландшафта, которое увеличивает доступность неорганического азота, особенно повлияет на пищевые сети в зоне открытой воды озер с чистой водой. Напротив, глобальные изменения вызвали увеличение экспорта органического углерода из превращение земли в бореальные озера приведет к увеличению количества озер с более низким производством фитопланктона и биомассы, а также с более устойчивыми пищевыми цепями к повышенному осаждению азота», - говорит Энн Дейнингер.
Важно, что в качестве следующего шага будущие исследования должны решить, где в конечном итоге оказывается азот, отложенный в озерах, богатых органическими веществами. Поскольку он не так эффективно поглощается пищевой сетью в зоне открытой воды, он может попасть в микробные пути непосредственно на дне озера или, в качестве альтернативы, быть вымытым и поглощенным береговой растительностью ниже по течению..
Во времена увеличения компьютерных мощностей сбор данных эмпирических полевых экспериментов имеет решающее значение для создания прогностических структур и моделей для диагностики того, когда, где и как экосистемы будут реагировать на глобальные изменения и изменения в осаждении азота
"Это было частью моей работы, и разработка таких моделей важна, так как она значительно поможет нам управлять будущими глобальными изменениями."
Дополнительную информацию можно найти по адресу: