Ökande mängder mörkfärgade kolföreningar som härrör från upptagningsområden flyter in i de arktiska och norra sjöarna. De förändrar resursutnyttjande och samhällsstruktur för makroryggradslösa djur, säger MSci Henriikka Kivilä i sin doktorsavhandling i vattenvetenskap vid universitetet i Jyväskylä. Långtidsuppteckningar av sediment avslöjade också att förutom ytflöde, näringsämnen av marint ursprung kan ha en betydande roll i framtiden för de arktiska kustsjöarna.

Tina permafrost, ökningar av tundravegetation och förändringar i nederbördsmönster är välkända effekter av klimatförändringar i de arktiska landskapen. Kolföreningar som härrör från permafrosten och tjockare jordar hamnar i sjöar längs ytflödet och bearbetas av olika organismer där.

I sin avhandling undersökte Henriikka Kivilä hur material från utsidan av sjöarna (alloktont material) har påverkat de funktionella sammansättningsstrukturerna och resursutnyttjandet i sjöarna med hjälp av sjönsedimentarkiv.

Resultaten visar att fler markkomponenter införlivades i livsmedelsbanan när den terrestiska belastningen var starkare. Ökad terrestrisk belastning ökade produktiviteten i sjöarna och förändrade de makroinvertebrata funktionella sammansättningarna genom, till exempel, minska andelen filtermatare.

Funktionella grupper av makroinvertebrater kan klassificeras, till exempel, genom hur de samlar sin mat, som rovdjur, filtermatare och uppsamlare. Makrovertebrater deltar i bearbetningen av koldioxidbelastningen i sjöar, som genom att mata och röra sig i botten påverkar de mängden kol och näringsämnen som binds till sjöns sediment.

"Förändringar av de funktionella grupperna är viktiga i ekosystemet, eftersom de indikerar strukturförändringar i större skala än artförändringar. De relaterar också till ekosystemets motståndskraft mot miljöförändringar. Än så länge, det finns väldigt lite forskning av denna typ från långsiktiga register, "Noterar Kivilä.

Nycklar till framtiden från det förflutna

Kivilä säger att tidigare förändringar hjälper oss att förutse framtida förändringar.

"Från vårt kanadensiska sedimentkärnrekord såg vi att särskilt näringsämnen av marint ursprung ökade den primära produktionen i sjön. I framtiden, havsnivåhöjning orsakad av klimatförändringar kan göra de arktiska kustsjöarna mer produktiva, " säger Kivilä.

Allochthonous kolinmatningar ökar mikrobiell produktion i de norra sjöarna, vilket ökar koldioxidutsläppen från sjöarna. Primära vattenproducenter, såsom alger och andra fotosyntetiserande organismer, binder koldioxid men ofta frigörs mer koldioxid än binds.

"De norra sjöarna har en betydande roll i den globala koldioxidcykeln, därför är det viktigt att förstå vad som händer med dessa alloktontillgångar i sjöarna och hur de påverkar sjöekosystemen. Vi behöver denna typ av information för att förutsäga effekterna av klimatförändringar i framtiden. "

I hennes doktorsexamen avhandling Kivilä studerade yt sedimentprover och två sedimentkärnor som täckte några tusen år från sjöar i finska Lappland och Arktiska Kanada. Hon studerade resursutnyttjande av makroinvertebrater från stabila isotopsignaturer av kol och kväve från fossila insektsrester. Ursprunget för den näring som konsumeras av insekterna kan modelleras baserat på de stabila isotopförhållandena.