Para comprender los impactos de los huracanes Eta e Iota, evaluamos el estado trófico antes y después de los huracanes utilizando la profundidad de Secchi y las concentraciones de Chl-a y combinamos estas observaciones con mediciones de concentraciones de nutrientes y estructura termofísica. Para evaluar los posibles impulsores del cambio de estado trófico, comenzamos identificando el momento de la mezcla de la columna de agua en 2020. La columna de agua del lago de Yojoa se mezcló entre el 22 de octubre y el 7 de noviembre de 2020 (Fig. 2) y nuevamente a fines de octubre de 2021. El momento de la mezcla en 2020 y 2021 fue consistente con las observaciones de años anteriores, incluido 2019, cuando la columna de agua se mezcló entre el 28 de octubre y el 13 de noviembre¹⁹. Aunque no pudimos determinar si la mezcla de 2020 fue iniciada por el huracán Eta, ya que los huracanes son capaces de mezclar columnas de agua mecánicamente²⁷la consistencia del calendario mixto de 2020 con años anteriores sugiere que los cambios observados en la estructura termofísica y la dinámica de nutrientes en 2021 pueden atribuirse a los huracanes Eta e Iota, y no a la desestabilización prematura de la columna de agua o la liberación hipolimética temprana de nutrientes.

Perfiles mensuales. (El) oxígeno disuelto y (B) temperatura (mínima, máxima, rango intercuartílico con valores atípicos a intervalos de 2 m).

En los dos años a ambos lados de los huracanes (años calendario 2020 vs. 2021), no observamos diferencias en la media anual de OD en aguas superficiales (profundidad = 2 m) (PAG = 0,19, media anual ± error estándar (SE), 2020 = 6,50 ± 0,14 mgL⁻¹2021 = 6,80 ± 0,17 mgL⁻¹; Tabla complementaria S1). Aunque hubo una diferencia entre los dos años en la concentración de OD en la superficie en cinco de los once meses que comparamos (enero, mayo, octubre, noviembre y diciembre, Fig. 3a), no hubo un cambio de dirección consistente, con concentraciones de OD en algunos meses en 2021 estando por debajo de los valores de 2020 y otros por encima de los valores de 2020 (Tabla Suplementaria S1; Fig. 3a). Asimismo, no hubo diferencia en la DO media anual en aguas profundas (profundidad = 16 m) (PAG= 0,31, media anual ± SE, 2020 = 2,35 ± 0,25 mgL⁻¹2021 = 2,02 ± 0,20 mgL⁻¹; Tabla complementaria S1). La OD de aguas profundas fue diferente solo en tres meses (febrero, junio y noviembre, Fig. 3b), sin cambio de dirección.

Significación estadística de las diferencias en las concentraciones medias mensuales de nutrientes a 1 m, y la temperatura y el oxígeno disuelto a (El) 1–2 m (2020 frente a 2021) y (B) 16 m. Las flechas indican la dirección del cambio (2020 a 2021) en los meses en que PAG< 0,05 (es decir, ↑ indica un aumento en 2021 con respecto a 2020, mientras que ↓ indica una disminución en 2021 con respecto a 2020). El color de la celda indica PAGvalor (2020 vs. 2021, ANOVA).

Estos cambios intrascendentes en OD a 2 my 16 m correspondieron a una profundidad de oxiclina sin cambios entre años. En 2020, la oxiclina completamente desarrollada promedió 13,0 m, frente a 13,7 m en 2021 (Fig. 2). Por lo tanto, aunque hubo claras diferencias en OD entre años a ciertas profundidades y para ciertos meses (Figs. 2a, b, 3), la falta de un cambio de dirección constante sugiere que estas diferencias no pueden atribuirse a tormentas. En 2020 y 2021, la hipoxia impulsada por la estratificación se estableció por completo en mayo y la mezcla de la columna de agua y la reoxigenación total de la columna de agua se produjeron a fines de octubre o principios de noviembre (Fig. 2).

Similar a DO, la temperatura media anual de la superficie del agua no fue diferente entre los huracanes anteriores (2020) y posteriores (2021) (PAG= 0,92, media anual ± SE, 2020 = 26,71 ± 0,16 °C, 2021 = 26,69 ± 0,14 °C; Tabla complementaria S1). Aunque cuatro meses (enero, julio, octubre y diciembre, Fig. 3a) fueron diferentes en 2021 en comparación con 2020, al igual que en el OD, no hubo un cambio direccional constante en la temperatura de la superficie entre meses que fuera diferente entre años. Por otro lado, en 2021, la temperatura del agua profunda fue más baja en 2021 en comparación con 2020 (PAG< 0,001, media anual ± SE, 2020 = 25,67 ± 0,13 °C, 2021 = 24,94 ± 0,10 °C; Tabla complementaria S1). Sin embargo, al igual que con las temperaturas superficiales, los siete meses en los que las temperaturas de las aguas profundas difirieron entre 2021 y 2020 (marzo, mayo-agosto, octubre y diciembre; Fig. 3a) fueron más fríos y cálidos que el año anterior (Tabla complementaria S1, Figura 3b).

Si bien la estructura termofísica parece haber tenido un impacto mínimo, observamos cambios pronunciados en la profundidad media mensual de Secchi y Chl-a entre 2021 y 2020. La profundidad media anual de Secchi fue solo marginalmente mayor en el año posterior a los huracanes en comparación con el año anterior a los huracanes (PAG= 0,04, media anual ± SE, 2020 = 2,74 ± 0,08 m, 2021 = 3,14 ± 0,11 m; Tabla complementaria S1). Sin embargo, al comparar meses individuales, hubo mayor profundidad de Secchi en diciembre de 2020 (PAG= 0,01, 2020 = 3,98 ± 0,59 m, 2021 = 2,40 ± 0,13 m), enero de 2021 (PAG< 0,001, 2020 = 2,17 ± 0,06 m, 2021 = 4,97 ± 0,33 m) y febrero de 2021 (PAG< 0,001, 2020 = 2,0 ± 0,0 m, 2021 = 4,55 ± 0,28 m), lo que da como resultado un período claro después de los huracanes Eta e Iota que no estuvo presente en el año anterior a los huracanes (Tabla complementaria S1, Fig. 4a). Este claro período coincidió con (e impulsó)¹⁹) una disminución de Chl-a (medida en 1 m) en 2021 en comparación con 2020 (PAG< 0,001, media anual ± SE, 2020 = 5,78 ± 0,28 µgL⁻¹2021 = 3,51 ± 0,17 µgL⁻¹; Tabla complementaria S1). La diferencia en los promedios anuales se debió a las diferencias en los promedios mensuales en los meses inmediatamente posteriores a los huracanes. Chl-a era menor de edad en diciembre de 2020 (PAG= 0,08, 2020 = 3,47 ± 1,19 µgL⁻¹2021 = 5,98 ± 0,78 µgL⁻¹), enero de 2021 (PAG< 0,001, 2020 = 6,85 ± 0,72 µgL⁻¹2021 = 2,36 ± 0,30 µgL⁻¹) y febrero de 2021 (PAG< 0,001, 2020 = 9,30 ± 0,62 µgL⁻¹2021 = 3,28 ± 0,38 µgL⁻¹) en comparación con el año anterior (Tabla complementaria S1, Fig. 4b). La profundidad mensual Secchi y Chl-a fueron diferentes en ocho meses (enero, febrero, julio a septiembre y noviembre para ambos parámetros, además de mayo y diciembre para profundidad Secchi y junio y octubre para Chl-a). Sin embargo, el cambio de dirección no siempre fue el esperado, como en julio y agosto, donde la profundidad de Secchi fue ligeramente (PAG= 0.01 y PAG= 0,02 para julio y agosto, respectivamente) menos en 2021 que en 2020 y Chl-a también disminuyó en comparación con los niveles de 2020 (PAG< 0,001 y PAG= 0,001 para julio y agosto, respectivamente; Tabla complementaria S1).

(El) profundidad Secchi y (B) Chl-a en cinco sitios monitoreados continuamente en el lago (media ± SE).

De manera similar a las diferencias de temperatura del agua superficial versus profunda, vemos una mayor diferencia entre 2020 y 2021 en profundidad en comparación con las concentraciones de nutrientes en la superficie. Las concentraciones de DOC en aguas profundas fueron más bajas en todos los meses de 2021 en comparación con 2020 (PAG= 0,003, media anual ± SE, 2020 = 224,27 ± 5,84 µM, 2021 = 206,50 ± 3,07 µM; Tabla complementaria S1, Fig.3a). De manera similar, medimos disminuciones en TP en aguas profundas (PAG< 0,001, media anual ± SE, 2020 = 1,19 ± 0,09 µM, 2021 = 0,70 ± 0,03 µM; Tabla complementaria S1, Fig. 5b) y NH₄⁺ (PAG< 0,001, media anual ± SE, 2020 = 42,90 ± 2,55 µM, 2021 = 17,05 ± 0,79 µM; Tabla complementaria S1, Fig. 6b) entre 2 años. NH hipolimnético₄⁺ fue especialmente baja durante los meses de columna de agua estratificada (PAG< 0,001, media anual ± SE, 2020 = 62,9 ± 2,52 µM, 2021 = 19,9 ± 1,22 µM; Tabla Suplementaria S1, Figs. 3, 6b). NO₃⁻ no siguió el mismo patrón que NH₄⁺ (Figs. 3b, 6d). Esta disminución en el C hipolimnético disuelto (Fig. 7) y la reserva de N (Fig. 6) fue acompañada por una disminución correspondiente en la reserva de C y N particulado durante los meses estratificados con concentraciones de C particulado y N particulado decreciendo en el año. huracanes (partícula C durante meses estratificados; PAG= 0,01, media ± SE, 2020 = 71,8 ± 4,46 µM, 2021 = 55,2 ± 2,31 µM; N particulado durante los meses estratificados; PAG< 0,001, media ± SE, 2020 = 15,6 ± 0,84 µM, 2021 = 11,4 ± 0,39 µM).

(El) superficie TP, y (B) PT profundo en cinco sitios monitoreados continuamente en el lago (media ± SE).

(El) Superficie NH₄⁺(B) profundo NH₄⁺(w) SIN superficie₃⁻Es (d) profundo NO₃⁻ en cinco sitios monitoreados continuamente en el lago (media ± SE).

(El) Superficie DOC, y (B) DOC profundo en cinco sitios monitoreados continuamente en el lago (media ± SE).

El PT en aguas superficiales también fue menor en 2021 en comparación con 2020 (PAG< 0,001, media anual ± SE, 2020 = 0,72 ± 0,04 µM, 2021 = 0,48 ± 0,02 µM; Tabla complementaria S1, Fig. 5a). Por el contrario, las concentraciones superficiales de NO₃⁻ y NH₄⁺ aumentó en 2021 en comparación con 2020. Este aumento diferencial en nitrógeno inorgánico disuelto (DIN) en comparación con PT resultó en grandes diferencias en la estequiometría entre años. Por ejemplo, en 2020, DIN:TP (atómico) fue aproximadamente 26 y 16 en enero y febrero, respectivamente. En 2021, esta relación aumentó a aproximadamente 43 y 62 en enero y febrero, respectivamente.

Mientras que el aumento observado en la superficie del NO₃⁻ era ligero (PAG= 0,01, media anual ± SE, 2020 = 4,20 ± 0,39 µM, 2021 = 5,69 ± 0,44 µM; Tabla complementaria S1, Fig. 6c), observamos un aumento mucho mayor en la superficie NH₄⁺ en 2021 en comparación con 2020 (PAG< 0,001, media anual ± SE, 2020 = 3,67 ± 0,23 µM, 2021 = 6,16 ± 0,53 µM; Tabla complementaria S1, Fig. 6a). El cambio en NH epilimnético anual₄⁺ fue impulsado en gran medida por las concentraciones de la columna de agua post-mixus en el año posterior a los huracanes en los que NH₄⁺ las concentraciones en noviembre y diciembre de 2021 superaron los valores de 2020 (PAG< 0,001, Figs. 3, 5a). En 2020, la superficie media de NH₄⁺ las concentraciones en noviembre (2,62 ± 0,20 µM) y diciembre (9,35 ± 0,64 µM) fueron similares a las de 2018 (noviembre = 5,31 ± 0,51 µM, diciembre = 9,48 ± 2,5 µM). Superficie media NH₄⁺ las concentraciones fueron más altas en noviembre de 2019 (17,08 ± 2,24 µM) y ligeramente más bajas en diciembre (4,10 ± 1,86 µM)¹⁹. En 2021, noviembre significa superficie NH₄⁺ las concentraciones estuvieron dentro del rango de años anteriores (12,4 ± 0,64 µM). No obstante, en diciembre de 2021, el NH de superficie₄⁺ las concentraciones superaron las condiciones observadas previamente en diciembre (25,8 ± 0,85 µM). El tiempo en la superficie del pico NH₄⁺ las concentraciones reflejan, como en años anteriores, el tiempo de mezcla de la columna de agua.

Las muestras de sedimentos superficiales recolectadas en enero, antes de los huracanes de noviembre, mostraron una amplia variación entre los 16 sitios de muestreo. Los sedimentos más cercanos a la operación de acuicultura estaban enriquecidos en C y N (9,26 ± 0,97 % C, 0,89 ± 0,09 % N) en comparación con las muestras tomadas de las jaulas de red (5,76 ± 0,58 % C, 0,53 ± 0,06 % N). Sin embargo, no se identificaron otros patrones espaciales relacionados con otras fuentes de nutrientes (es decir, la carga fiscal). Los sedimentos colectados fueron ricos en materia orgánica (C = 6.20 ± 0.56%) y P (0.83 ± 0.09 mg g⁻¹), y tenía una media C:N (atómica) de 14,1 ± 1,02.