Denitrification in mountain lakes = Desnitrificación en lagos de montaña

Abstract

[eng] The reservoir size and pathway rates of the nitrogen (N) cycle have been deeply modified by the human enhancement of N fixation, atmospheric emissions, and climate warming, doubling the reactive nitrogen (Nr) available in the biosphere. Denitrification transforms nitrate into nitrogenous gas and thus removes Nr back to the atmospheric reservoir. Across ecosystems, there is still rather limited knowledge of the denitrification rates and their relationships with environmental factors and the N-transforming guilds, particularly, for the abundant cold and N-poor freshwater systems.

[spa] El ciclo del nitrógeno (N) ha sido profundamente modificado por la fijación industrial de N, el aumento de emisiones, y el calentamiento global, doblando el nitrógeno reactivo (Nr) disponible en la biosfera. La desnitrificación transforma el nitrato en gases nitrogenados eliminando Nr del sistema. Hay un conocimiento muy limitado de las tasas de desnitrificación, así como de los gremios microbianos implicados en la transformación de N, especialmente en sistemas oligotróficos de aguadulce.

El principal objetivo de esta tesis es ampliar el conocimiento actual de la desnitrificación en lagos de montaña. Para ello, se estudiaron once lagos oligotróficos afectados por una alta deposición de N, que muestran un gradiente de nitrógeno inorgánico disuelto debido a una diferente productividad dentro de la oligotrofia. Concretamente se estudiaron los sedimentos del punto más profundo del lago, las biopelículas de las piedras litorales, y los sedimentos litorales de las áreas rocosas, de los cinturones de Carex rostrata, y de los lechos de macrófitas isoétidas y elodéidas.

Se ha encontrado una compleja composición de gremios transformadores de N profundamente arraigada en la comunidad procariota general de los hábitats bentónicos. La ruta dominante de transformación de N cambia dependiendo del hábitat y la productividad del lago con la dicotomía DNRA-desnitrificación como mayor diferencia, con una dominancia de los desnitrificantes reductores de nitritos (nirS) en las capas superficiales de los sedimentos de los lagos someros, más cálidos y productivos. También una creciente dependencia de la temperatura en la desnitrificación al aumen- tar la limitación de nitratos. Se ha estimado una tasa promedio de desnitrificación de 1.5 μmol N2O m-2 h-1 en los sedimentos de los lagos pirenaicos, con mayor actividad en la zona litoral que en la profunda. Diferentes variables controlan las tasas de desnitrificación actuales y potenciales; las pri- meras están controladas por la disponibilidad de nitratos y secundariamente por la temperatura, las potenciales están controladas por la productividad del sistema, el contenido de sulfatos y la compe- tencia DNRA-desnitrificación (nrfA-nirS).

Esta tesis contribuye a aumentar el conocimiento del ciclo del N, y probablemente, los resultados obtenidos son extrapolables a otros ecosistemas oligotróficos y de áreas remotas.