Efectos del derretimiento glaciar en la comunidad de plancton de la península antártica: una aproximación matemática

Abstract

En las últimas décadas, más del 75% de los glaciares en la península antártica se ha visto afectado por el aumento de las tasas de derretimiento, intensificando la descarga glaciar en zonas costeras. El derretimiendo glaciar es un factor ambiental determinante en el ecosistema marino, ya que impacta en las productividades primaria y secundaria. En este estudio aplicamos un modelo matemático para investigar la influencia de los cambios de salinidad en la comunidad de plancton como consecuencia de la descarga glaciar de agua dulce. El modelo construido es del tipo N-P-Z (Nutrient-Phytoplankton-Zooplankton), con dos compartimentos de fitoplancton (pequeño: ≤20 µm y grande: ˃20 µm). El efecto de la salinidad se representó como un factor de mortalidad para ambos grupos fitoplanctónicos. La parametrización del modelo se realizó mediante datos experimentales de caleta Potter (isla 25 de Mayo, península antártica) y se analizaron la sensibilidad y estabilidad del mismo. Los resultados de comparación entre los datos experimentales y los simulados se analizó a través de coeficientes de determinación, obteniendo valores mayores a 0.80. La tasa de crecimiento del fitoplancton resultó ser el principal parámetro en la dinámica del fitoplancton, tanto en condiciones óptimas (34 ups) como no óptimas (30 ups) de salinidad. El análisis de estabilidad evaluado en un amplio rango del parámetro mencionado (0-1.50 día-1) muestra claramente que el fitoplancton pequeño alcanza el estado de equilibrio con valores más bajos con respecto a su congénere de mayor tamaño. Esto sugiere que el fitoplancton pequeño tiene mayor probabilidad de sobrevivir en condiciones no óptimas de salinidad. Al evaluar el punto de equilibrio del modelo se exhibe que el incremento en la biomasa de fitoplancton no se traduce en un incremento de su propia biomasa, sino que contribuye a la biomasa del zooplancton. Coincidentemente con estudios experimentales y de campo, el modelo muestra que tasas de pastoreo altas decrecen la biomasa de zooplancton en el equilibrio, lo que sugiere una estrategia de depredación moderada. En conclusión, el modelo NPZ aplicado y calibrado para el caso de caleta Potter puede ser de gran utilidad para evaluar y contrastar la dinámica de la comunidad de plancton en otras regiones de la península antártica debido a que numerosos glaciares están retrocediendo y aportando importantes flujos de agua dulce a las costas.