El cambio climático pone en peligro los ecosistemas de los ríos europeos

Al igual que en muchos lagos, la presión del crecimiento de la población humana y la escorrentía de fertilizantes de la agricultura intensiva (entre otros factores de estrés como la industrialización y la invasión de especies) ha causado previamente la eutrofización en Balaton, el lago más grande de Europa Central. Este problema, en el que nutrientes como el nitrógeno y el fósforo alcanzan niveles elevados, puede dar lugar a un gran crecimiento de algas, alterando el ecosistema subyacente al bloquear la luz, por ejemplo. El cambio climático exacerba el problema, a través de efectos como la carga de nutrientes de la escorrentía agrícola y la alteración de la estructura de temperatura de los cuerpos de agua.

En 2019, después de 25 años de gestión exitosa que evitó una eutrofización grave anterior, Balaton desarrolló una floración de algas inesperada y sin precedentes. El evento fue sorprendente, ya que habría requerido un aporte sustancial de nutrientes (estimado en 12,4 toneladas de fósforo en unas tres semanas), pero no se vinculó ninguna fuente externa con el surgimiento de la floración. En este nuevo estudio, los investigadores plantearon la hipótesis de que se deben haber liberado cantidades excepcionales de fósforo de los sedimentos, lo que puede ocurrir cuando el agua del lago se queda sin oxígeno cerca del fondo, debido a complejos factores físicos y químicos.

Investigación

Para explorar esto, los investigadores analizaron datos sobre las condiciones del lago registrados en un observatorio cercano a la costa durante 10 años y utilizaron modelos para explorar la probabilidad de agotamiento de oxígeno en aguas profundas en 2019. Descubrieron que los niveles promedio de oxígeno en el verano de 2019 estaban entre la más baja de décadas anteriores.

En el verano de 2019, el agua del lago estaba turbia (no clara debido a una intensa precipitación de cal) y cálida, y la administración mantuvo el nivel del agua relativamente alto en previsión de una posible sequía. Un aumento repentino de la temperatura del aire calentó el agua a finales de julio y, junto con una mezcla insuficiente, dio lugar a diferentes capas de temperaturas en el agua del lago (estratificación) y bajo nivel de oxígeno en aguas más profundas (por debajo de los 2,5 m de profundidad). Fenómenos similares ocurrieron durante dos períodos en agosto, y la floración de algas comenzó a desarrollarse en la tercera semana de ese mes.

Los investigadores advierten que tales sorpresas ecológicas pueden convertirse en la norma para los lagos en un clima más cálido

Balaton es un lago poco profundo y polimíctico, lo que significa que, salvo cuando la superficie se congela en invierno, el agua se mezcla continuamente y la temperatura es similar en todas partes. Sin embargo, el lago es lo suficientemente profundo como para mostrar ocasionalmente heterogeneidad de temperatura vertical (disimilitud). Con base en sus hallazgos, los investigadores concluyen que el precursor de la floración fue la eutrofización interna, causada por la hipoxia del fondo (oxígeno de aguas profundas agotado) y una liberación relacionada de fósforo en los sedimentos. Esto se debió a una mezcla insuficiente en la columna de agua, una función de las secuencias climáticas (patrones de temperatura) y la profundidad del agua, lo que proporcionó condiciones favorables para el crecimiento de ciertas algas. 

Las alteraciones en la estructura térmica y la mezcla son los impactos más directos del calentamiento climático en los lagos, y la probabilidad de eventos de estratificación que duren dos o más días en Balaton puede multiplicarse por cinco para 2100 bajo el calentamiento global 1 . Tales condiciones pueden limitar el efecto del control de nutrientes externos sobre la eutrofización.

Soluciones

Los investigadores dicen que, por lo tanto, es vital utilizar no solo estrategias externas (de insumos como la escorrentía de fertilizantes) sino también estrategias internas de control de nutrientes para gestionar la eutrofización. Dichas estrategias pueden incluir la regulación del nivel del agua 2 , ya que la probabilidad de hipoxia en el fondo aumenta de manera no lineal con el aumento del nivel del agua. Los investigadores sugieren que la regulación del nivel del agua que se enfoca únicamente en la cantidad de agua debería ser reemplazada por una regulación adaptativa que optimice los niveles basados ​​tanto en la seguridad preventiva contra la sequía (que requiere almacenamiento de agua y un nivel alto de agua) como en la gestión de la eutrofización (que requiere un nivel de agua relativamente bajo en verano).

Además, las especies de algas presentes en la floración, Ceratium furcoides y Aphanizomenon flos-aquae, diferían de eventos anteriores en la década de 1980. C. furcoides es una especie nativa, pero previamente rara; y no suele ser co-dominante con A. flos-aquae . Esto indicó un cambio en la ecología del lago.