Teplejší potoky mění říční život: Vědci zjistili, jak se uhlík ztrácí do atmosféry

Vědci z Northern Arizona University odhalili, že rostoucí teploty potoků mohou oslabovat základ říčních potravních sítí. Změny se týkají způsobu, jakým se uhlík pohybuje těmito vodními ekosystémy.

Vědci z Northern Arizona University odhalili, že rostoucí teploty potoků mohou oslabovat základ říčních potravních sítí. Změny se týkají způsobu, jakým se uhlík pohybuje těmito vodními ekosystémy. Nová studie publikovaná v časopise Ecosphere ukazuje, že s vyššími teplotami vody mikroby a vodní hmyz sice rychleji zpracovávají spadané listí, větve a kůru, ale menší část tohoto organického materiálu podporuje jejich růst. Větší podíl uhlíku se naopak uvolňuje do vody a vzduchu ve formě oxidu uhličitého.

Tyto závěry naznačují posun v tom, jak říční ekosystémy zadržují energii v oteplujících se podmínkách, což má dopady na rostliny a živočichy v řekách po celém západě Spojených států. Michael Zampini, postdoktorandský výzkumník na NAU a hlavní autor studie, zdůrazňuje, že oteplování nejen urychluje biologické procesy v potocích, ale také mění efektivitu, s jakou organismy přeměňují uhlík na biomasu, přičemž více uhlíku se ztrácí jako CO₂.

Živá laboratoř pro sledování toku uhlíku

Pro zkoumání vlivu oteplování na říční procesy vybudovali vědci z NAU kontrolovaný říční systém v arboretu ve Flagstaffu. Vytvořili 48 průtokových mini-říčních komor uvnitř skleníku. Pomocí rybniční vody manipulovali s teplotou vody, zatímco udržovali přirozené světlo a chemické složení vody, čímž simulovali řadu říčních podmínek po dobu dvou let. Tento systém umožnil manipulovat s teplotou a zároveň udržet ostatní podmínky co nejblíže reálnému potoku, což je klíčové pro pochopení, jak se tyto procesy skutečně projevují v přírodě.

V tomto systému tým použil značkovače ke sledování uhlíku z listového opadu – primárního zdroje energie v mnoha zalesněných řekách – do mikrobů a chrostíků. Označením listů vzácnou formou uhlíku přímo měřili, kolik uhlíku bylo zadrženo jako biomasa, kolik se uvolnilo do vody a vzduchu jako CO₂ a kolik se přeneslo na mikroby a hmyz. To jim umožnilo kvantifikovat, jak efektivně organismy přeměňovaly potravu na růst.

Rychlejší zpracování, nižší zadržování v oteplujících se potocích

Výzkumníci zjistili, že s rostoucími teplotami se sice zvýšily rychlosti rozkladu, ale větší podíl uhlíku se ztrácel jako CO₂ namísto toho, aby byl začleněn do biomasy. Chrostíci vykazovali výraznou tepelnou odezvu: nízké teploty omezovaly jejich aktivitu, střední teploty maximalizovaly jejich účinnost a vyšší teploty zvyšovaly jejich spotřebu bez odpovídajících zisků biomasy. Tyto vzorce společně naznačují, že oteplování uvolňuje více uhlíku do atmosféry a méně uhlíku přeměňuje na biomasu.

Profesor Jane Marks z Katedry biologických věd a Centra pro ekosystémovou vědu a společnost (Ecoss) na NAU vysvětluje, že i když se spotřeba zvyšuje, systém se stává méně efektivním – více uhlíku jde na dýchání a méně na budování potravní sítě. V řekách po celém jihozápadě USA, kde vodní hmyz spojuje listový opad se zvířaty výše v potravním řetězci, jako jsou ryby, má tento posun širší dopady. Pokles účinnosti využití uhlíku u mikrobů a vodního hmyzu znamená, že větší část uhlíku vstupujícího do řek se může ztrácet do atmosféry, což snižuje energii dostupnou pro podporu vodních potravních sítí.