El metabolismo fluvial , a menudo denominado metabolismo del ecosistema acuático tanto en ecosistemas de agua dulce (lagos, ríos, humedales, arroyos, embalses) como marinos, incluye la productividad primaria bruta (GPP) y la respiración del ecosistema (ER) y puede expresarse como producción neta del ecosistema (NEP = GPP - ER). De manera análoga al metabolismo dentro de un organismo individual , el metabolismo fluvial representa cómo se crea ( producción primaria ) y se utiliza ( respiración ) la energía dentro de un ecosistema acuático . En los ecosistemas heterotróficos , GPP:ER es <1 (ecosistema que utiliza más energía de la que crea); en los ecosistemas autótrofos es >1 (ecosistema que crea más energía de la que utiliza).[1] La mayoría de los arroyos son heterotróficos.[2] Un ecosistema heterotrófico a menudo significa que los aportes alóctonos (que provienen de fuera del ecosistema) de materia orgánica , como hojas o desechos, alimentan las tasas de respiración del ecosistema, lo que da como resultado una respiración mayor que la producción dentro del ecosistema. Sin embargo, las vías autóctonas (que provienen de dentro del ecosistema) también siguen siendo importantes para el metabolismo en los ecosistemas heterotróficos. En un ecosistema autótrofo, por el contrario, la producción primaria (por algas , macrófitos ) excede la respiración, lo que significa que el ecosistema produce más carbono orgánico del que respira.
El metabolismo de un arroyo puede verse influenciado por una variedad de factores, incluidas las características físicas del arroyo (pendiente, ancho, profundidad y velocidad/volumen del flujo), las características bióticas del arroyo (abundancia y diversidad de organismos que van desde bacterias hasta peces ), la disponibilidad de luz y nutrientes para impulsar la producción primaria, la materia orgánica para impulsar la respiración, la química y la temperatura del agua, y las perturbaciones naturales o causadas por el hombre, como represas, eliminación de la vegetación ribereña , contaminación por nutrientes , incendios forestales o inundaciones .
La medición del estado metabólico de los ríos es importante para entender cómo las perturbaciones pueden cambiar la productividad primaria disponible, y si ese aumento o disminución de la PNE influye en la dinámica de la red alimentaria , las vías alóctonas/autóctonas y las interacciones tróficas, y de qué manera. El metabolismo (que abarca tanto la ER como la GPP) debe medirse en lugar de la productividad primaria únicamente, porque la simple medición de la productividad primaria no indica el exceso de producción disponible para niveles tróficos superiores. Un método comúnmente utilizado para determinar el estado metabólico en un sistema acuático son los cambios diarios en la concentración de oxígeno, a partir de los cuales se pueden estimar la GPP, la ER y el metabolismo neto diario.
Las perturbaciones pueden afectar las relaciones tróficas de diversas maneras, como simplificar las redes alimentarias , causar cascadas tróficas y cambiar las fuentes de carbono y las principales vías de flujo de energía (Power et al. 1985, Power et al. 2008). Parte de la comprensión de cómo la perturbación afectará la dinámica trófica radica en comprender los impactos de la perturbación en el metabolismo de los arroyos (Holtgrieve et al. 2010). Por ejemplo, en los arroyos de Alaska, la perturbación del bentos por el desove del salmón causó cambios distintivos en el metabolismo del arroyo; los arroyos autótrofos se volvieron heterótrofos netos durante la temporada de desove , luego volvieron a la autotrofia después de la temporada de desove (Holtgrieve y Schindler 2011). Existe evidencia de que esta perturbación estacional afecta la dinámica trófica de los invertebrados bentónicos y, a su vez, sus depredadores vertebrados (Holtgrieve y Schindler 2011, Moore y Schindler 2008). La perturbación de los incendios forestales puede tener impactos metabólicos y tróficos similares en los arroyos.