Desde mediados del siglo XX, los científicos han estado advirtiendo sobre los efectos negativos del exceso de nitrógeno en los ecosistemas naturales.
Pero un nuevo estudio sugiere que algunas partes del mundo están experimentando una disminución dramática en la disponibilidad de nitrógeno.
Durante el último siglo, la industria humana y la agricultura han más que duplicado el suministro global total de nitrógeno reactivo.
Este nitrógeno puede concentrarse en arroyos, lagos interiores y cuerpos de agua costeros, lo que resulta en una acumulación de nutrientes, zonas muertas con poco oxígeno y proliferación de algas nocivas.
Sin embargo, los aumentos simultáneos del dióxido de carbono, junto con otros cambios globales, han aumentado la demanda de nitrógeno por parte de las plantas y los microbios.
En muchas áreas del mundo que no están sujetas a aportes excesivos de nitrógeno por parte de las personas, la disponibilidad de nitrógeno en realidad está disminuyendo, con importantes consecuencias para el crecimiento de plantas y animales.
«Hay demasiado nitrógeno y muy poco nitrógeno en la Tierra al mismo tiempo», dijo Rachel Mason, autora principal del estudio y ex becaria postdoctoral en el Centro Nacional de Síntesis Socioambiental.
El nitrógeno constituye el 79 por ciento de la atmósfera terrestre y es un elemento esencial en las proteínas. Como tal, su disponibilidad es fundamental para el crecimiento de las plantas y los animales que las comen.
Los cambios en el ciclo del nitrógeno se pueden detectar al monitorear las entradas de nitrógeno del ecosistema, el ciclo interno del nitrógeno del suelo, el estado del nitrógeno de la planta y las pérdidas de nitrógeno. Los modelos muestran que la deposición de nitrógeno en Europa está disminuyendo desde un pico en 1980 y estabilizándose cerca de los niveles actuales (figura A)
El nitrógeno constituye el 79 por ciento de la atmósfera terrestre y es un elemento esencial en las proteínas.
Como tal, su disponibilidad es fundamental para el crecimiento de las plantas y los animales que las comen.
Los jardines, los bosques y las pesquerías son casi todos más productivos cuando se fertilizan con cantidades moderadas de nitrógeno.
Si el nitrógeno de las plantas se vuelve menos disponible, las plantas crecen más lentamente y sus hojas son menos nutritivas para los insectos, lo que podría reducir el crecimiento y la reproducción, no solo de los insectos, sino también de las aves y los murciélagos que se alimentan de ellos.
«Cuando el nitrógeno está menos disponible, todos los seres vivos retienen el elemento durante más tiempo, lo que ralentiza el flujo de nitrógeno de un organismo a otro a través de la cadena alimentaria», explicó Andrew Elmore, autor principal del artículo y profesor de ecología del paisaje en la el Centro de Ciencias Ambientales de la Universidad de Maryland.
«Por eso podemos decir que el ciclo del nitrógeno se está desacelerando».
Los jardines, los bosques y las pesquerías son casi todos más productivos cuando se fertilizan con cantidades moderadas de nitrógeno.
Los investigadores revisaron estudios globales y regionales a largo plazo y encontraron evidencia de una disminución en la disponibilidad de nitrógeno.
Por ejemplo, los pastizales en el centro de América del Norte han estado experimentando una disminución en la disponibilidad de nitrógeno durante cien años, y el ganado que pasta en estas áreas ha tenido menos proteínas en sus dietas con el tiempo.
Mientras tanto, muchos bosques en América del Norte y Europa han estado experimentando disminuciones nutricionales durante varias décadas o más.
Es probable que estas disminuciones sean causadas por múltiples cambios ambientales, uno de los cuales son los niveles elevados de dióxido de carbono atmosférico.
El dióxido de carbono atmosférico ha alcanzado su nivel más alto en millones de años, y las plantas terrestres están expuestas a un 50 % más de este recurso esencial que hace apenas 150 años.
El dióxido de carbono atmosférico elevado fertiliza las plantas, lo que permite un crecimiento más rápido, pero diluye el nitrógeno de las plantas en el proceso, lo que lleva a una cascada de efectos que reducen la disponibilidad de nitrógeno.
Además del aumento del dióxido de carbono atmosférico, el calentamiento y las perturbaciones, incluidos los incendios forestales, también pueden reducir la disponibilidad con el tiempo.
También es probable que la disminución de la disponibilidad de nitrógeno limite la capacidad de las plantas para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera.
Actualmente, la biomasa vegetal almacena casi tanto carbono como el contenido en la atmósfera, y el almacenamiento de carbono en la biomasa aumenta cada año a medida que aumentan los niveles de dióxido de carbono.
Sin embargo, la disminución de la disponibilidad de nitrógeno pone en peligro el aumento anual en el almacenamiento de carbono de las plantas al imponer limitaciones al crecimiento de las plantas.
El exceso de nitrógeno puede concentrarse en arroyos, lagos interiores y cuerpos de agua costeros, lo que resulta en una acumulación de nutrientes (eutrofización), zonas muertas con poco oxígeno y proliferación de algas nocivas
También es probable que la disminución de la disponibilidad de nitrógeno limite la capacidad de las plantas para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera.
Por lo tanto, los modelos de cambio climático que actualmente intentan estimar el carbono almacenado en la biomasa, incluidas las tendencias a lo largo del tiempo, deben tener en cuenta la disponibilidad de nitrógeno.
«Los fuertes indicios de la disminución de la disponibilidad de nitrógeno en muchos lugares y contextos es otra razón importante para reducir rápidamente nuestra dependencia de los combustibles fósiles», dijo Elmore.
«Es probable que las respuestas de gestión adicionales que podrían aumentar la disponibilidad de nitrógeno en grandes regiones sean controvertidas, pero es claramente un área importante que se debe estudiar».
El estudio ha sido publicado en la revista Science.
