Fødebaner i brune vandsøer er mere modstandsdygtige over for nitrogenaflejring

Kvælstofaflejring forårsaget af menneskelige aktiviteter kan føre til en øget planteplanktonproduktion i boreale søer. Boreale søers reaktion på nitrogenaflejring vil stærkt afhænge af hver søs indhold af organisk kulstof, som forventes at stige med fremtidens varmere og vådere klima. Dette ifølge en afhandling ved Umeå Universitet.

Den verdensomspændende stigning i uorganisk nitrogenaflejring via forbrænding af fossilt brændstof, befrugtning og skovbrug har interveneret drastisk med Jordens naturlige nitrogencyklus. Fødevæv af boreale søer, der historisk set har modtaget lidt nitrogenaflejring indtil nu, forventes at være særligt modtagelige for stigninger i uorganisk nitrogentilgængelighed.

Samtidigt, global forandring medieret af opvarmning, øget nedbør, og reduceret atmosfærisk sulfataflejring forbedrer terrestriske opløste organiske kulstofbelastninger til akvatiske systemer.

Imidlertid, hele søforsøg, der viser konsekvenserne af øget uorganisk nitrogen og organisk kulstoftilgængelighed på produktivitet og fødevarestruktur i naturlige boreale søer, har indtil nu manglet.

For at løse disse spørgsmål, Anne Deininger gennemførte eksperimenter med hele nitrogengødskning af søer. Hun studerede seks søer i Nordsverige med naturligt forskellige organiske kulstofkoncentrationer (to klare søer, to søer med mellemliggende niveauer af organisk kulstof, og to organiske kulstofrige søer, "brun") over tre år.

Opsætningen omfattede et års måling af referencebetingelser og to år med eksperimentelle nitrogenmanipulationer. Derefter, Anne Deininger fulgte, hvordan det tilsatte nitrogen kom ind i fødekæden, hvordan det påvirkede forskellige organismer grupper, og endelig testet, om responsen var forskellig afhængig af søernes organiske kulstofindhold.

Nitrataddition forbedrede klart planteplanktonproduktion og biomasse i alle forsøgssøer. Imidlertid, Anne Deininger fandt ud af, at denne stimulerende nitrogen -effekt faldt med øget indhold af sø -organisk kulstof forårsaget af den tilskrevne lysreduktion.

"Dette er meget interessante resultater, fordi det viser, at boreal søs madbaners reaktion på øget nitrogenaflejring er stærkt forbundet med den organiske kulkoncentration i hver sø. Til gengæld er det betyder også, at globale ændringer og dets virkninger på den globale kulstofcyklus stærkt vil bestemme boreale søers reaktion på ændringer i nitrogenaflejring. Det er noget, vi kun kunne spekulere i indtil nu, ”siger Anne Deininger.

Et andet vigtigt spørgsmål, der behandles i afhandlingen, er, hvordan nitrogenaflejring kan påvirke planteplanktonforbrugere, og madwebstrukturen generelt. Interessant nok, også forbrugernes reaktion (dvs. zooplankton) på tilsætning af nitrogen varierede afhængigt af organisk kulstofindhold i hver sø. Især i klarere søer med lavt organisk kulstofindhold, planteplankton blev så beriget med nitrogen, at de blev fødevarer af dårlig kvalitet til zooplankton. Dermed, selvom fødevareressourcerne steg med tilsætning af nitrogen, dens nedsatte fødekvalitet resulterede i reduceret vækst hos deres forbrugere og mindre energi, der blev overført til fødekæden. I brunere og mere organiske kulstofrige søer, fødevarekvaliteten blev ikke reduceret i samme omfang som i klare vandsøer, og madvejen var klart mere modstandsdygtig over for nitrogentilsætning.

"Sammenfattende, min tese tyder på, at enhver ændring i landskabet, der øger uorganisk nitrogentilgængelighed, især vil påvirke madbaner i det åbne vandzone i klare vandsøer. I modsætning, global ændring forårsaget stigning i eksport af organisk kulstof fra land til boreale søer vil resultere i flere søer med lavere planteplanktonproduktion og biomasse og med fødevæv, der er mere modstandsdygtige over for øget nitrogenaflejring, ”siger Anne Deininger.

Vigtigere, som et næste trin skal fremtidig forskning løse, hvor kvælstoffet, der aflejres til organiske rige søer, til sidst ender. Da det ikke optages så effektivt af fødevarevævet i zonen med åbent vand, det kan komme ind i mikrobielle veje, er bunden af ​​søen direkte eller alternativt skylles ud og optages af nedstrøms strømbredde.

I tider med stigende computerkapacitet, indsamling af empiriske felteksperimentdata er afgørende for at opbygge forudsigelige rammer og modeller til diagnosticering, når, hvor og hvordan økosystemer vil reagere på globale ændringer og ændringer i nitrogenaflejring.

"Dette var en del af mit arbejde, og det er vigtigt at udvikle sådanne modeller, da det i høj grad vil hjælpe vores evne til at håndtere fremtidige globale forandringer. "