Exceso de fósforo (P) y actividad humana en ecosistemas fluviales: dinámica del P, biomarcadores microbianos y estrategias para su remediación

Proyecto CEAB

FLUVIAL-PREMOVAL

Fluvial-Premoval, aborda la contaminación por P en los sistemas fluviales, un problema ambiental extremadamente relevante y complejo con implicaciones a largo plazo y a escala mundial, de difícil solución y que se espera que aumente en el futuro. Seguiremos un enfoque transdisciplinario e integrador, con ideas innovadoras derivadas de principios y métodos de investigación avanzada en áreas de investigación diferentes pero complementarias (biogeoquímica fluvial, ecotoxicología microbiana y ecología de restauración) en colaboración con otros grupos de investigación, empresas y actores sociales interesados en este problema ambiental y de calidad del agua.

El objetivo central de este proyecto es obtener información sobre los factores y mecanismos que controlan la dinámica de P en los ecosistemas fluviales sujetos a presiones humanas y examinar cómo las comunidades microbianas del biofilm fluvial integran los niveles de P. El objetivo final es proporcionar conocimiento y herramientas para los agentes del territorio que les permitan evaluar los problemas asociados con la biodisponibilidad de P y ayudar a mitigar sus efectos en los ecosistemas fluviales. El proyecto está organizado en dos paquetes de trabajo (WP). En el WP1 caracterizaremos las formas P en el río Ter, a lo largo de un gradiente de impacto humano, y describiremos los atributos estructurales y funcionales del biofilm, usando “amplicon sequencing” de ADN y “shotgun sequencing” del ARN. En este WP también evaluaremos, bajo condiciones experimentales controladas (canales indoor) las diferencias en biodisponibilidad entre P disuelto y particulado, y también entre P orgánico e inorgánico y cómo está modulado por la litología (calcárea versus silícea), y evaluaremos su destino y efectos sobre el biofilm. Estos experimentos contribuirán a comprender los patrones observados en el campo y confirmar los vínculos esperados entre la disponibilidad de P y las respuestas del biofilm. Las tareas incluidas en el WP2 se llevarán a cabo en la plataforma experimental Urban River Lab, en un arroyo de 360 m reconstruido mediante técnicas de bioingeniería con tres tramos distintos de 80 m. Evaluaremos cómo las características hidromorfológicas de cada tramo, como factor que modifica la retención hidrológica y la configuración del hábitat, y los cambios en la disponibilidad relativa de nitrógeno inorgánico disuelto y carbono orgánico disuelto, como un factor que influye en la actividad biótica, pueden influir en la retención de P a nivel de tramo. También investigaremos el papel del biofilm en la absorción de P y evaluaremos cómo las interacciones recíprocas entre la disponibilidad de P y los atributos estructurales y funcionales del biofilm asociados con el ciclo de P varían entre los diferentes hábitats. La variabilidad en los marcadores de P del biofilm observados a escala de hábitat se comparará con la observada a mayor escala espacial en el WP1. Esta comparación permitirá ampliar el conocimiento sobre el uso de marcadores de P del biofilm a distintas escalas de observación.

El objetivo central de este proyecto es obtener información sobre los factores y mecanismos que controlan la dinámica de P en los ecosistemas fluviales sujetos a presiones humanas y examinar cómo las comunidades microbianas del biofilm fluvial integran los niveles de P. El objetivo final es proporcionar conocimiento y herramientas para los agentes del territorio que les permitan evaluar los problemas asociados con la biodisponibilidad de P y ayudar a mitigar sus efectos en los ecosistemas fluviales. El proyecto está organizado en dos paquetes de trabajo (WP). En el WP1 caracterizaremos las formas P en el río Ter, a lo largo de un gradiente de impacto humano, y describiremos los atributos estructurales y funcionales del biofilm, usando “amplicon sequencing” de ADN y “shotgun sequencing” del ARN. En este WP también evaluaremos, bajo condiciones experimentales controladas (canales indoor) las diferencias en biodisponibilidad entre P disuelto y particulado, y también entre P orgánico e inorgánico y cómo está modulado por la litología (calcárea versus silícea), y evaluaremos su destino y efectos sobre el biofilm. Estos experimentos contribuirán a comprender los patrones observados en el campo y confirmar los vínculos esperados entre la disponibilidad de P y las respuestas del biofilm. Las tareas incluidas en el WP2 se llevarán a cabo en la plataforma experimental Urban River Lab, en un arroyo de 360 m reconstruido mediante técnicas de bioingeniería con tres tramos distintos de 80 m. Evaluaremos cómo las características hidromorfológicas de cada tramo, como factor que modifica la retención hidrológica y la configuración del hábitat, y los cambios en la disponibilidad relativa de nitrógeno inorgánico disuelto y carbono orgánico disuelto, como un factor que influye en la actividad biótica, pueden influir en la retención de P a nivel de tramo. También investigaremos el papel del biofilm en la absorción de P y evaluaremos cómo las interacciones recíprocas entre la disponibilidad de P y los atributos estructurales y funcionales del biofilm asociados con el ciclo de P varían entre los diferentes hábitats. La variabilidad en los marcadores de P del biofilm observados a escala de hábitat se comparará con la observada a mayor escala espacial en el WP1. Esta comparación permitirá ampliar el conocimiento sobre el uso de marcadores de P del biofilm a distintas escalas de observación.