El Parc Nacional Aigüestortes i Estany de Sant Maurici (PNAESM) és el primer i únic Parc Nacional de Catalunya (creat el 1955). El PNASM és un dels exemples millor conservats d’ecosistemes alpins de la Península Ibèrica, llar d’una flora i fauna notablement riques típiques de les zones alpines i subalpines. Una característica distintiva del PNASM és la seva notable diversitat d’ecosistemes aquàtics, o paisatges aquàtics. Hi ha més de 200 llacs dins dels seus límits, fet que fa que el Parc sigui un dels districtes lacustres alpins més importants d’Europa. Des dels seus inicis, el LOOP ha mantingut una relació estreta amb el Parc, on s’ha dut a terme part de la seva recerca. Des de 2004, el LOOP duu a terme un programa de seguiment en diversos llacs i rierols del parc. El LOOP és membre fundador del node de recerca ecològica a llarg termini LTER-Aigüestortes.
El Parc Nacional es troba en una zona d’alta muntanya, entre les altituds de 1.200 i 3.029 m. El clima es caracteritza per hiverns llargs i durs, amb neu durant gran part de l’any i temperatures que cauen fàcilment per sota de zero. Els llacs es congelen i la natura descansa. A les valls baixes, la neu normalment es limita als mesos d’hivern. Per sobre dels 2.000 m, la neu persisteix durant molts mesos, amb alguns passos encara coberts al juny. Els estius, en canvi, són curts i frescos, fins i tot freds a la nit. Durant els dies calorosos d’estiu, els núvols sovint s’acumulen i provoquen pluges intenses o tempestes elèctriques. Els canvis meteorològics solen ser sobtats, així que és millor estar preparat. El clima del parc reflecteix l’orientació i l’altitud de la vall, creant microclimes ben diferenciats. Els fronts atlàntics porten condicions humides, més pluja i boira freqüent a les valls orientades al nord i a l’oest, mentre que les vessants orientades a l’est i al sud mostren trets mediterranis, amb estius més secs i menys precipitacions. A les zones més altes, les condicions són més estables, amb uns 1.500 mm de pluja i neu anuals.
El parc està centrat en un vast massís de granit, d’uns 300 milions d’anys, exposat per l’aixecament tectònic i l’erosió. Al seu voltant hi ha pissarra, calcàries i altres roques sedimentàries, metamorfosejades i plegades durant el Paleozoic. Més tard, al Terciari, l’orogènia alpina va deformar i fracturar encara més aquests materials, donant forma al relleu actual del parc.
Al cor del PNASM hi ha la vall de Sant Nicolau, un laboratori natural per a l’estudi de la dinàmica hidrològica, ecològica i biogeoquímica en zones d’alta muntanya. El jaciment acull nombrosos rierols, des de petits canals de capçalera alpina fins al riu de Sant Nicolau, més gran, que desemboca a la Noguera de Tor al sud-oest de la vall experimental. La zona experimental de Sant Nicolau cobreix 6.450 ha (64,5 km²) dins d’una vall esculpida per glacials orientada nord-est a sud-oest. La vall presenta pendents pronunciats i un mosaic de prats alpins, boscos i llacs, i s’alimenta d’una sèrie de subconques que drenen des de les seves vessants orientades al nord i al sud. La vall s’estén des d’uns 1.100 m a la seva entrada prop del poble de Boí, s’eleva fins a les capçaleres d’Estany Llong (~2.000 m) i continua fins als circs i carenes circumdants, com Besiberri i Contraix, que arriben als 2.800–2.900 m.
La vall de Sant Nicolau té un clima típic d’alta muntanya, amb zones tant subalpines com alpines. La neu i el gel dominen durant mesos: a les altituds més baixes, normalment només duren l’hivern, però la neu per sobre dels 2.000 m pot persistir fins al juny. Els estius són curts i frescos, sovint interromputs per tempestes sobtades. L’orientació de la vall afegeix encara més contrast, amb fronts atlàntics que porten humitat i boira a les vessants orientades al nord i a l’oest, mentre que els front sud i est mostren trets mediterranis més secs. A les zones més altes, les condicions són més estables, amb uns 1.500 mm de precipitació anuals.
Al centre de la vall de Sant Nicolau hi ha un vast massís granític, d’uns 300 milions d’anys, exposat a la superfície per l’elevació tectònica i l’erosió. Com a conseuqnece, la unitat litològica predominant és la roca silícia, principalment biotita i granodiorita, que constitueixen gairebé el 80% de la conca. Aquestes unitats litologiques principals estan envoltades per altres—principalment formacions sedimentàries com l’esquissa i la calcària—que van ser metamorfosejades i plegades durant el Paleozoic.
La gran serralada altitudinal de la vall de Sant Nicolau crea un ric mosaic d’hàbitats vegetals modelats per la temperatura, el pendent, l’orientació, el vent i el sòl. Això resulta en una zonació altitudinal clara: a la zona muntanya (fins a 1.800 m) els boscos de roure i faig sovint han estat substituïts per pi silvestre, amb pastures i prats de fenc als fons de les valls; La zona subalpina (fins a 2.300–2.400 m) està dominada per avets en pendents ombrívols i pins de muntanya més amunt, amb sotabosc de rododendres, nabius, ginebres i escombres, juntament amb clarianes de bedoll, gerds i digitals. Per sobre dels 2.300 m, la zona alpina sosté prats naturals de gramínies resistents com la festuca i l’herba de naix, esquitxats de genciana alpina, ranúncul pirinenc i campion de molsa. Les carenes més altes, a la zona subnival per sobre dels 2.700 m, són gairebé estèrils, amb només plantes especialitzades com la saxífraga molsa que sobreviuen en esquerdes i cornises. Els hàbitats de zones humides—llacs, fonts i aiguamolls—afegeixen més diversitat, allotjant potes d’aigua, orquídies i fins i tot drosera carnívora
La vall de Sant Nicolau ha estat sotmesa a una àmplia gamma de pertorbacions naturals i humanes, des de canvis en les aportacions atmosfèriques que alteren la química de les seves aigües fins a canvis en la dinàmica de la meteorització química impulsats per factors ambientals i, més recentment, els impactes del canvi climàtic, com ara patrons alterats de precipitació, sequeres, pluges pulsades i hiverns cada cop més càlids. Superposats a aquestes pressions, els desenvolupaments hidroelèctrics a la part baixa de la conca han remodelat encara més els patrons de connectivitat i flux d’aigua. En aquest context, un focus central de recerca a la vall és l’estudi de la dinàmica hidrobiogeoquímica del seu paisatge aquàtic, que abasta tant rierols i llacs visibles com les ‘aigües invisibles’ que circulen sota terra (les anomenades aigües subterrànies). La interacció entre els sistemes d’aigua superficial i subterrània no només modela el paisatge de la vall, sinó que també regula els cicles de nutrients, la qualitat de l’aigua i el funcionament general dels ecosistemes.
Per monitoritzar la hidrobiogeoquímica de la vall de Sant Nicolau, des del 2004 s’ha establert una xarxa d’estacions de mostreig en diverses subconques experimentals dins la vall. Més concretament, s’estan aplicant dos enfocaments diferents però complementaris a l’estudi de la hidro-biogeoquímica de la vall, cadascun corresponent a una estratègia de mostreig distinta. La primera és la monitorització basada en sensors, que proporciona mesures contínues i d’alta freqüència de variables clau i captura dinàmiques a curt termini. El segon és el mostreig discret d’aigua basat en campanyes de mostreig de camp, que implica la recollida manual periòdica de mostres d’aigua per a anàlisis detallades de laboratori, oferint informació química i biològica més àmplia però amb una resolució temporal més baixa. Junts, aquests enfocaments proporcionen una comprensió més completa dels processos que modelen la vall de Sant Nicolau.
Un dels objectius innovadors més recents de LOOP és aprofitar tecnologies de sensors d’avantguarda per captar la naturalesa ràpida i no lineal del mecanisme subjacent a la transferència i cicle d’aigua i elements biogeoquímics a través dels compartiments del paisatge (atmosfera-aigua subterrània-sòls-aigua superficial). A la conca experimental del Contraix (4,5km2; 1967 i 2958 mnm), des del 2020 s’han desplegat diverses plataformes multi-sensors per monitorar els diferents compartiments del continu terrestre-aquàtic. Aquestes plataformes estan equipades amb estacions de mesura de rierols i instruments complementaris per seguir el moviment d’aigua i soluts a través d’ecosistemes fluvials. També inclouen xarxes de pous amb sistemes multisensor que recullen de manera autònoma dades hidrològiques i biogeoquímiques subterrànies al llarg del cicle hidrològic. Cada xarxa normalment inclou un pou profund (que s’estén fins a 20 m) per a mostreig d’aqüífers, dos o tres pous poc profunds (1–2 m) distribuïts al llarg d’un transecte de pendent de turó i rierol, i una matriu de tres a cinc lisímetres instal·lats a les capes superiors del sòl (0,2–0,8 m).
Per a l’enfocament de mostreig discret d’aigua, s’utilitzen tres freqüències de mostreig diferents, cadascuna amb una cobertura espacial diferent. El mostreig regular o mensual consisteix en col·leccions freqüents (per exemple, setmanals o mensuals) per proporcionar una sèrie temporal consistent de paràmetres químics i biològics clau. El mostreig estacional es realitza en períodes crítics de l’any —com el desglaç, els baixos cabals d’estiu o les pluges de tardor— per captar la influència dels cicles hidrològics i climàtics en la qualitat de l’aigua. El mostreig anual es realitza un cop l’any en llocs seleccionats per obtenir informació base més àmplia, permetent comparacions a llarg termini i la detecció de tendències graduals a la conca.