Analiza osadów jeziornych pomaga zrozumieć konsekwencje globalnych zmian środowiskowych dla ekosystemów słodkowodnych

Globalne zmiany środowiskowe, takie jak wzrost temperatury i podaży azotu, sprzyjają szybszemu rozkładowi martwej materii organicznej zakumulowanej w glebie. W efekcie zwiększa się ilość rozpuszczalnego węgla organicznego (mieszaniny związków humusowych i innych substancji organicznych), który poprzez wody gruntowe i spływ powierzchniowy dostaje się do rzek i jezior, powodując ich „brązowienie”. Zjawisko to ma poważne konsekwencje dla funkcjonowania ekosystemów wodnych i ich wartości użytkowych (tzw. usług ekosystemowych) – m.in. prowadzi do przebudowy struktury troficznej i utrudnia procesy uzdatniania wody.

Ostatnio na łamach Science of the Total Environment ukazała się praca, w której naukowcy z Chin we współpracy z fykologami z naszego Instytutu, Jolantą Piątek i Konradem Wołowskim, zrekonstruowali ponad 200-letnią dynamikę zespołów okrzemek, złotowiciowców i muchówek z rodziny ochotkowatych w Jeziorze Mulong – jednym z górskich jezior regionu Trzech Przełomów rzeki Jangcy (środkowe Chiny) – na tle zmieniających się warunków środowiskowych. Rekonstrukcja opierała się na osadach pobranych z dna jeziora, których warstwy były datowane izotopem ²¹⁰Pb. Autorzy wykazali, że zmiany w badanych grupach organizmów były asynchroniczne (zachodziły w różnych dekadach), co mogło wynikać z ich zróżnicowanej reakcji na zmiany temperatury, dostępności azotu i stopnia rozwoju mchów w strefie przybrzeżnej. Istotnym czynnikiem wpływającym na dynamikę grup były też istniejące między nimi relacje troficzne i nietroficzne. Populacje ochotkowanych, w szczytach swojego występowania, ograniczały rozwój glonów. Z kolei złotowiciowce, jako organizmy autotroficzne, ale zdolne do heterotrofii (korzystania z rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych związków organicznych), były w stanie przeciwdziałać brązowieniu wody i tym samym pozytywnie wpływać na organizmy bentosu.

Badania pokazują, że reakcja ekosystemu wodnego na zmiany środowiskowe w dużej mierze zależy od organizmów zasiedlających ten ekosystem – ich wrażliwości na czynniki zewnętrzne i złożoności relacji, które między tymi organizmami istnieją.

Oryginalny artykuł:

Chen X., Bai X., Langdon P.G., Piątek J., Wołowski K., Peng J., Zheng T., Cao Y. 2024. Asynchronous multitrophic level regime shifts show resilience to lake browning. Science of The Total Environment 912: 168798. DOI

Więcej informacji o różnorodności i zmienności fenotypowej stomatocyst (form przetrwanych złotowiciowców) w osadach torfowiskowych i jeziornych pochodzących z terenu badań można znaleźć we wcześniejszych pracach naszych fykologów:

Bai X., Piątek J., Wołowski K., Yang T., Chen X. 2023. Sedimentary chrysophycean stomatocysts from an alpine lake in the Three Gorge Reservoir region, central China. Nova Hedwigia 116: 193–230. DOI

Bai X., Piątek J., Wołowski K., Bu Z.-J., Chen X. 2021. Chrysophyte stomatocysts and their associations with environmental variables in three peatlands in the subtropical monsoon climate zone of China. Ecological Indicators 121: 107125. DOI

Bai X., Piątek J., Wołowski K., Bu Z., Chen X. 2020. New stomatocyst discoverd in Sphagnum, peatlands, Central China. Phytotaxa 477: 151–170. DOI

Jezioro Mulong, z którego pobierano rdzenie osadów.
Foto: Jia Peng

Górzysty krajobraz regionu Trzech Przełomów rzeki Jangcy (środkowe Chiny).
Foto: Jia Peng

Przykłady stomatocyst (form przetrwanych złotowiciowców) znalezionych w osadach Jeziora Mulong.
Foto: Xue Bai