Увеличение во всем мире осаждения неорганического азота в результате сжигания ископаемого топлива, удобрений и лесного хозяйства существенно повлияло на естественный круговорот азота на Земле. Ожидается, что пищевые сети северных озер, которые до сих пор не подвергались осаждению азота в небольших количествах, будут особенно восприимчивы к увеличению доступности неорганического азота.
Одновременно глобальные изменения, опосредованные потеплением, увеличением количества осадков и уменьшением осаждения сульфатов в атмосфере, увеличивают нагрузку наземного растворенного органического углерода в водные системы.
Однако эксперименты по всему озеру, демонстрирующие последствия увеличения доступности неорганического азота и органического углерода для продуктивности и структуры пищевой сети в естественных бореальных озерах, до сих пор отсутствовали.
Чтобы ответить на эти вопросы, Энн Дайнингер провела эксперименты по внесению азотных удобрений в озеро. Она изучила шесть озер в Северной Швеции с естественно разными концентрациями органического углерода (два прозрачных озера, два озера со средним уровнем органического углерода и два озера с высоким содержанием органического углерода, «коричневые») в течение трех лет.
Установка включала один год измерения стандартных условий и два года экспериментальных манипуляций с азотом. Затем Энн Дейнингер проследила, как добавленный азот попадает в пищевую цепочку, как он влияет на разные группы организмов, и, наконец, проверила, отличается ли реакция в зависимости от содержания органического углерода в озерах.
Добавление нитратов явно увеличивало продукцию фитопланктона и биомассу во всех экспериментальных озерах. Тем не менее, Энн Дейнингер обнаружила, что этот стимулирующий азотный эффект снижается с увеличением содержания органического углерода в озере, вызванным уменьшением света.
«Это очень интересные результаты, потому что они показывают, что реакция трофических сетей северных 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 влияние на глобальный углеродный цикл будут во многом определять реакцию бореальных озер на изменения в осаждении азота. Это то, о чем мы могли только догадываться до сих пор », — говорит Энн Дайнингер.
Еще один важный вопрос, затронутый в тезисе, — это то, как осаждение азота может повлиять на потребителей фитопланктона и структуру пищевой сети в целом. Интересно, что реакция потребителей (i.е. зоопланктон) к добавлению азота различается в зависимости от содержания органического углерода в каждом озере.
Фитопланктон, особенно в более чистых озерах с низким содержанием органического углерода, стал настолько обогащен азотом, что стал некачественной пищей для зоопланктона. Таким образом, хотя пищевые ресурсы увеличивались с добавлением азота, его снижение качества привело к снижению роста их потребителей и меньшему количеству энергии, передаваемой по пищевой цепочке. В более коричневых и более богатых органическим углеродом озерах качество пищи не снизилось в такой степени, как в озерах с чистой водой, и пищевая сеть была явно более устойчивой к добавлению азота.
«Таким образом, 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, вызванные увеличением экспорта органического углерода с суши в бореальные озера, приведут к увеличению количества озер с более низким уровнем производства и биомассы фитопланктона, а пищевые сети станут более устойчивыми к усиленному осаждению азота », — говорит Энн Дейнингер.
Важно отметить, что в качестве следующего шага будущие исследования должны определить, где в конечном итоге попадает азот, депонированный в богатых органическими веществами озерах. Поскольку он не так эффективно поглощается пищевой цепью в зоне открытой воды, он может попадать в микробные пути прямо на дно озера или, альтернативно, вымываться и поглощаться растительностью на берегах ниже по течению.
Во времена увеличения компьютерных мощностей сбор данных эмпирических полевых экспериментов имеет решающее значение для построения прогностических структур и моделей, позволяющих диагностировать, когда, где и как экосистемы будут реагировать на глобальные изменения и изменения в осаждении азота
«Это было частью моей работы, и разработка таких моделей очень важна, так как это в значительной степени поможет нам управлять будущими глобальными изменениями."
Дополнительную информацию можно найти по адресу: http: // umu.дива-портал.org / smash / record.jsf?pid = diva2% 3A1066248 & dswid = 4782