Consecuencias del aumento de nitrógeno en los ecosistemas
El hombre ha incrementado la transferencia del nitrógeno atmosférico a los ecosistemas terrestres a partir de cuatro procesos:
– Producción de fertilizantes: mediante procesos químicos, el nitrógeno se transforma en compuestos más asequibles para las plantas. Esto ha producido uno de los cambios más drásticos en el ambiente.
– Quema de combustibles fósiles.
– Movilización de nitrógeno causada por la deforestación, incendios y drenaje de humedales. Además, la desaparición de los humedales es muy perjudicial, ya que allí se realiza gran parte de la desnitrificación, que necesita condiciones de anaerobiosis.
– Cultivos de leguminosas, que son fijadoras de nitrógeno.
La suma de los cuatro procesos provoca que en los ecosistemas entre el doble de la cantidad habitual de nitrógeno.
Los efectos del aumento del nitrógeno sobre la atmósfera son:
– Incremento en el óxido nitroso: se trata de un gas poco reactivo pero con gran efecto invernadero. Tiene una vida media en la atmósfera de alrededor de un siglo y es actualmente la principal sustancia que agota el ozono estratosférico. Su aumento proviene sobre todo de los suelos agrícolas por fertilización y gestión de estiércoles, y también de algunas actividades industriales.
– Lluvia ácida: los problemas más grandes se producen cuando el pH baja tanto que el aluminio, que es muy tóxico, se solubiliza.
– Formación de ozono troposférico y partículas finas: los óxidos de nitrógeno favorecen el ozono a nivel del suelo, dañino para cultivos y bosques. El amoníaco agrícola se combina con gases ácidos y origina partículas PM2,5 como nitrato y sulfato amónico, que deterioran aire y ecosistemas.
En cuanto a los efectos del aumento de nitrógeno sobre los ecosistemas terrestres, estos en principio son positivos, ya que el nitrógeno es un elemento muy limitante en los ecosistemas, así que su incremento también aumenta la productividad. Sin embargo, el efecto final es que la diversidad disminuye, ya que el aumento en nitrógeno favorece la dominancia de unas pocas especies muy productivas que tienden a excluir competitivamente al resto de especies de la comunidad. Además, si la cantidad de nitrógeno aumenta mucho, otros elementos empiezan a limitar el crecimiento de los organismos, que perderán capacidad para absorber todo el nitrógeno. La nitrificación y la posterior lixiviación de nitratos acidifican los suelos, agotan cationes básicos como calcio, magnesio y potasio, y movilizan aluminio. Estos cambios estresan raíces y biota del suelo, reducen la salud de los bosques y pueden mermar su resistencia a perturbaciones.
Por otro lado, sobre los ecosistemas acuáticos se produce el efecto de eutrofización por nitrógeno. Las fuentes de nitrógeno en los ecosistemas fluviales son los fertilizantes, cuyo efecto es lavado por escorrentía y lixiviación hacia ríos y arroyos, y la deposición atmosférica del nitrógeno en la cuenca drenada por el río. En aguas continentales suele limitar el fósforo, mientras que en estuarios y costas es más frecuente la limitación por nitrógeno. Por ello, los aportes de nitrógeno influyen de manera especial en la productividad de las zonas costeras y de transición.
Como consecuencia se produce la eutrofización en las zonas de estuario y en los mares interiores como el mar Negro, el Báltico y el Mediterráneo. También destacan la zona hipóxica estacional del Golfo de México y la Bahía de Chesapeake, ampliamente vinculadas a los aportes de nitrógeno y fósforo. Su extensión anual varía con las descargas fluviales y el viento, y se monitorea de forma sistemática.De todas formas, en los ecosistemas fluviales el problema de la eutrofización se debe más al fósforo que al nitrógeno. La eutrofización consiste en un aumento explosivo de la biomasa del fitoplancton y de la productividad del ecosistema. Esto suele ir seguido de la anoxia o hipoxia en las aguas más profundas, debido a la deposición de la materia orgánica muerta. Este aumento en la materia orgánica se traduce a su vez en un aumento en el consumo de oxígeno, que puede llegar a agotarse y a producir mortalidad masiva en las comunidades bentónicas y de peces. Los casos más graves se producen cuando aumentan los dinoflagelados tóxicos y dan lugar a las llamadas mareas rojas.