Des quantités croissantes de composés carbonés de couleur foncée provenant des bassins versants se déversent dans les lacs arctiques et nordiques. Ils modifient l'utilisation des ressources et la structure de la communauté des macroinvertébrés, dit MSci Henriikka Kivilä dans sa thèse de doctorat en sciences aquatiques à l'Université de Jyväskylä. Les enregistrements à long terme des sédiments ont également révélé qu'en plus de l'écoulement de surface, les éléments nutritifs d'origine marine pourraient jouer un rôle important dans l'avenir des lacs côtiers de l'Arctique.

Dégel du pergélisol, l'augmentation de la végétation de la toundra et les changements dans les régimes de précipitations sont des impacts bien connus du changement climatique dans les paysages arctiques. Les composés carbonés provenant du pergélisol et des sols plus épais se retrouvent dans les lacs le long de l'écoulement de surface et y sont traités par différents organismes.

Dans sa thèse, Henriikka Kivilä a examiné comment le matériel provenant de l'extérieur des lacs (matériau allochtone) a affecté les structures d'assemblage fonctionnelles et l'utilisation des ressources dans les lacs en utilisant des archives de sédiments lacustres.

Les résultats montrent que plus de composants terrestres ont été incorporés dans le réseau trophique lorsque la charge terrestre était plus forte. L'augmentation de la charge terrestre a stimulé la productivité dans les lacs et modifié les assemblages fonctionnels de macroinvertébrés en, par exemple, réduire la proportion de filtreurs.

Les groupes fonctionnels de macroinvertébrés peuvent être classés, par exemple, par la façon dont ils collectent leur nourriture, comme les prédateurs, filtreurs et collecteurs. Les macroinvertébrés participent au traitement de la charge carbonée des lacs, en se nourrissant et en se déplaçant au fond, ils affectent la quantité de carbone et de nutriments liés aux sédiments du lac.

"Les changements des groupes fonctionnels sont importants dans l'écosystème, car ils indiquent des changements structurels à plus grande échelle que les changements d'espèces. Ils concernent également la résilience de l'écosystème face aux changements environnementaux. Jusque là, il y a très peu de recherches de ce type à partir d'enregistrements à long terme, " note Kivila.

Les clés du futur du passé

Kivilä dit que les changements passés nous aident à prédire les changements futurs.

« À partir de nos données canadiennes sur les carottes de sédiments, nous avons observé que les nutriments d'origine marine en particulier ont stimulé la production primaire dans le lac. À l'avenir, l'élévation du niveau de la mer induite par le changement climatique peut rendre les lacs côtiers arctiques plus productifs, " dit Kivila.

Les apports de carbone allochtone stimulent la production microbienne dans les lacs du nord, ce qui augmente les émissions de dioxyde de carbone des lacs. Producteurs primaires aquatiques, comme les algues et autres organismes photosynthétiques, lient le dioxyde de carbone, mais il y a souvent plus de dioxyde de carbone libéré que lié.

« Les lacs du nord ont un rôle important dans le cycle mondial du carbone, il est donc important de comprendre ce qui arrive à ces apports allochtones dans les lacs et comment ils affectent les écosystèmes lacustres. Nous avons besoin de ce type d'informations pour prédire les impacts du changement climatique à l'avenir. »

Dans son doctorat. thèse Kivilä a étudié des échantillons de sédiments de surface et deux carottes de sédiments couvrant des milliers d'années de lacs situés en Laponie finlandaise et dans l'Arctique canadien. Elle a étudié l'utilisation des ressources des macroinvertébrés à partir des signatures isotopiques stables du carbone et de l'azote des restes d'insectes fossiles. L'origine de la nutrition consommée par les insectes peut être modélisée sur la base des rapports d'isotopes stables.