_ Cercetătorii dezvoltă modele numerice pentru a înțelege mai bine efectele pe termen lung asupra ecosistemelor lacustre

Deși numeroase lacuri din întreaga lume au înregistrat o creștere a temperaturii medii anuale în ultimele decenii, rămâne încă dificil de evaluat pe termen lung legate de încălzire. impacturi asupra corpurilor de apă cu proprietăți fizice și chimice diverse și comunități diverse.

Explorarea acestor impacturi este crucială nu numai pentru pești, macronevertebrate sau macrofite acvatice, ci și pentru organismele planctonice, care formează baza hranei acvatice. web și au o influență substanțială asupra ciclurilor materialelor.

În ciuda gamei largi de tehnici sofisticate dezvoltate pentru a studia acest grup important, elucidarea modului în care factorii de mediu interrelaționați conduc funcționarea planctonului este încă o sarcină grea din cauza dinamicii tipice rapide. a acestor comunități.

Monitorizarea bazată pe munca regulată de teren este o parte esențială a cercetării asupra sistemelor acvatice, dar este, de asemenea, consumatoare de timp și de laborator, ceea ce limitează orice efort de prelevare atât în ​​spațiu, cât și în timp. Într-un fel, este ca și cum ați urma un serial în flux cu mai multe sezoane, urmărind doar câteva instantanee din fiecare episod, încercând să ghicim care este povestea reală.

Avem nevoie de abordări complementare pentru a ne îmbunătăți capacitatea de a ne îmbunătăți să evalueze, să estimeze sau să prognozeze efectele ecologice ale schimbărilor climatice. Modelele numerice sunt candidați promițători pentru acest rol, câștigând treptat importanță în cercetarea ecologică. În general, astfel de modele descriu relații fundamentale sub formă de ecuații matematice bazate pe date actuale și cunoștințe științifice. Astfel de relații includ de ex. creșterea speciilor în funcție de disponibilitatea produselor alimentare sau de dependența activității fotosintetice a plantelor de intensitatea luminii.

Puterea modelării constă în posibilitatea de a crea simulări generate de computer despre schimbările dintr-o populație, comunitate sau ecosistem. și mediul lor prin spațiu și/sau timp, ajutând la găsirea cauzalității în spatele fenomenelor naturale. Astfel, în timp ce observațiile de teren și experimentale oferă date despre o serie de stări și condiții temporare, modelarea vizează procesele care induc schimbări temporale în acele stări și condiții.

Într-o colaborare maghiară-greacă, cercetătorul Károly Pálffy a Grupului de Ecologie Plancton al institutului, a studiat dinamica algelor planctonice (fitoplancton, producători primari importanți de habitate acvatice) folosind o abordare de modelare ecologică. Lucrarea este publicată în revista Limnology and Oceanography.

În timpul analizei unei serii de date despre Lacul Balaton, Ungaria, în studiul său anterior, el a descoperit că creșterea pe termen lung a temperaturii medii anuale a apei a fost însoțită de creșterea sezonieră. fluctuații ale compoziției fitoplanctonului (creșterea variabilității sezoniere), care ar putea sugera o scădere a stabilității ecosistemului. El și colegii săi au reușit, de asemenea, să demonstreze ceva foarte asemănător într-un experiment mezocosm, ridicând întrebarea dacă există o legătură mai generală între încălzire și dinamica algelor planctonice.

Noul model dezvoltat a făcut posibilă pentru a simula schimbările fitoplanctonului la nivel de specie în diferite scenarii de temperatură.

Rezultatul simulărilor a fost în acord cu observațiile anterioare, temperatura medie ridicată a cauzat modificări sezoniere mai pronunțate în compoziția fitoplanctonului, dar gradul de acest impact a fost, de asemenea, foarte dependent de modul în care comunitățile au primit nutrienți anorganici esențiali pentru creșterea lor.

În consecință, raportul dintre cele două cele mai importante, azotul și fosforul, precum și fluctuațiile temporale ale aprovizionării cu nutrienți au avut o influență semnificativă asupra efectului încălzirii. Acest lucru este în strâns acord cu studiile recente care sugerează importanța luării în considerare a condițiilor de încărcare a nutrienților (așa-numita stare trofică a unui corp de apă) atunci când se evaluează efectul schimbărilor climatice asupra ecosistemelor acvatice.

Pe lângă nutrienți, bogăția inițială de specii a comunităților simulate a afectat, de asemenea, răspunsul acestora la încălzire. Din punct de vedere metodologic, aceasta este o constatare importantă, deoarece sugerează că alegerea unui număr adecvat de specii poate fi crucială în planificarea experimentelor privind schimbările climatice la scară comunitară.

De asemenea, lucrarea pune în lumină ce consecințe pe termen lung poate avea o creștere a variabilității sezoniere a fitoplanctonului în ceea ce privește stabilitatea.

La temperaturi medii mai ridicate, extremele sezoniere în compoziția comunității au devenit mai proeminente, deplasând comunitățile către o uniformitate generală mai scăzută.

Pe o scară de timp mai lungă, temperaturile ridicate au crescut, de asemenea, probabilitatea pierderii speciilor, oferind o explicație matematică pentru rolul încălzirii în reducerea stabilității comunității planctonului și, astfel, în modificarea funcționării ecosistemului acvatic. Grupul de cercetare are planuri pentru extinderea în continuare a modelului, facilitând simularea impactului schimbărilor climatice într-un context spațial, precum și la nivelul rețelei trofice planctonice.

(Fluierul)