El Parque Nacional Aigüestortes i Estany de Sant Maurici (PNAESM) es el primer y único Parque Nacional de Cataluña (creado en 1955). El PNASM es uno de los ejemplos mejor conservados de ecosistemas alpinos de la Península Ibérica, hogar de una flora y fauna notablemente ricas típicas de las zonas alpinas y subalpinas. Una característica distintiva del PNASM es su notable diversidad de ecosistemas acuáticos, o paisajes acuáticos. Dentro de sus límites hay más de 200 lagos, un hecho que convierte al Parque en uno de los distritos lacustres alpinos más importantes de Europa. Desde sus inicios, el LOOP ha mantenido una estrecha relación con el Parque, donde se ha realizado parte de su investigación. Desde 2004, el LOOP lleva a cabo un programa de seguimiento en varios lagos y arroyos del parque. El LOOP es miembro fundador del nodo de investigación ecológica a largo plazo LTER-Aigüestortes.
El Parque Nacional se encuentra en una zona de alta montaña, entre las altitudes de 1.200 y 3.029 m. El clima se caracteriza por inviernos largos y duros, con nieve durante gran parte del año y temperaturas que bajan fácilmente de cero. Los lagos se congelan y la naturaleza está en paz. En los valles bajos, la nieve suele limitarse a los meses de invierno. Por encima de los 2.000 m, la nieve permanece durante muchos meses, con algunos pasos aún cubiertos en junio. Los veranos, en cambio, son cortos y frescos, incluso fríos por la noche. Durante los días calurosos de verano, las nubes suelen acumularse y provocar lluvias intensas o tormentas eléctricas. Los cambios de tiempo suelen ser repentinos, así que es mejor estar preparado. El clima del parque refleja la orientación y altitud del valle, creando microclimas distintivos. Los frentes atlánticos traen condiciones húmedas, mayor precipitación y niebla frecuente a los valles orientados al norte y al oeste, mientras que las laderas orientadas al este y al sur muestran rasgos mediterráneos, con veranos más secos y menos precipitaciones. En las zonas más altas, las condiciones son más estables, con unos 1.500 mm de lluvia y nieve anuales.
El parque está centrado en un vasto macizo granítico, de unos 300 millones de años, expuesto por el levantamiento tectónico y la erosión. A su alrededor hay pizarras, calizas y otras rocas sedimentarias, metamorfoseadas y plegadas durante el Paleozoico. Más tarde, en el Terciario, la orogenia alpina deformó y fracturó aún más estos materiales, dando forma al relieve actual del parque.
En el corazón del PNASM se encuentra el Valle de Sant Nicolau, un laboratorio natural para el estudio de la dinámica hidrológica, ecológica y biogeoquímica en zonas de alta montaña. El yacimiento alberga numerosos arroyos, desde pequeños cauces alpinos de cabecera hasta el mayor riu de Sant Nicolau, que desemboca en la Noguera de Tor al suroeste del valle experimental. El área experimental de Sant Nicolau abarca 6.450 ha (64,5 km²) dentro de un valle tallado por glaciares orientado noreste-suroeste. El valle presenta laderas empinadas y un mosaico de praderas alpinas, bosques y lagos, y se alimenta de una serie de subcuencas que drenan desde sus laderas orientadas al norte y al sur. El valle se extiende unos 1.100 m en su entrada cerca del pueblo de Boí, asciende hasta las cabeceras en Estany Llong (~2.000 m) y continúa hasta los circos y crestas circundantes, como Besiberri y Contraix, que alcanzan entre 2.800 y 2.900 m.
El Valle de Sant Nicolau tiene un clima típico de alta montaña, con zonas subalpinas y alpinas. La nieve y el hielo dominan durante meses: en altitudes bajas, suelen durar solo el invierno, pero la nieve por encima de los 2.000 m puede persistir hasta junio. Los veranos son cortos y frescos, a menudo interrumpidos por tormentas repentinas. La orientación del valle añade aún más contraste, con los frentes atlánticos trayendo humedad y niebla a las laderas orientadas al norte y al oeste, mientras que los frentes orientados al sur y este muestran rasgos más secos y mediterráneos. En las zonas más altas, las condiciones son más estables, con alrededor de 1.500 mm de precipitación anual.
En el centro del valle de Sant Nicolau se encuentra un vasto macizo granítico, de unos 300 millones de años, expuesto en la superficie por levantamientos tectónicos y erosión. Como conseuqnece, la unidad litológica predominante es la roca silícea, principalmente biotita y granodiorita, que constituyen casi el 80% de la cuenca. Estas principales unidades litológicas están rodeadas por otras—principalmente formaciones sedimentarias como pizarra y piedra caliza—que fueron metamorfoseadas y plegadas durante el Paleozoico.
La gran cordillera altitudinal del Valle de Sant Nicolau crea un rico mosaico de hábitats vegetales moldeados por la temperatura, la pendiente, la orientación, el viento y el suelo. Esto da lugar a una zonación clara por altitud: en la zona montana (hasta 1.800 m) los bosques de robles y hayas han sido a menudo reemplazados por pino silvestre, con pastos y praderas de heno en el fondo de los valles; La zona subalpina (hasta 2.300–2.400 m) está dominada por abetos en laderas sombreadas y pino montés más arriba, con sotobosque de rododendro, arándano, enebro y retama, junto a claros de abedules, frambuesas y dedaleras. Por encima de los 2.300 m, la zona alpina alberga praderas naturales de gramíneas resistentes como festuca y hierba de nardo, salpicadas de genciana alpina, ranúnculo pirenaico y musgo campion. Las crestas más altas, en la zona subnival por encima de los 2.700 m, son casi desiertas, sobreviviendo únicamente plantas especializadas como la saxífraga musgosa en grietas y salientes. Los hábitats de humedales —lagos, manantiales y marismas— aportan mayor diversidad, albergando patas de gallo acuáticas, orquídeas e incluso drocía carnívora
El Valle de Sant Nicolau ha estado sometido a una amplia gama de perturbaciones naturales y humanas, desde cambios en los aportes atmosféricos que alteran la química de sus aguas hasta cambios en la dinámica química de la meteorización impulsados por factores ambientales y, más recientemente, los impactos del cambio climático, como patrones alterados de precipitación, sequías, lluvias pulsadas e inviernos cada vez más cálidos. Superpuestas a estas presiones, los desarrollos hidroeléctricos en la parte baja de la cuenca han remodelado aún más los patrones de conectividad y flujo de agua. En este contexto, un foco central de investigación en el valle es el estudio de la dinámica hidro-bioquímica de su paisaje acuático, que abarca tanto arroyos y lagos visibles como las ‘aguas invisibles’ que circulan bajo tierra (las llamadas aguas subterráneas). La interacción entre los sistemas de aguas superficiales y subterráneas no solo moldea el paisaje del valle, sino que también regula los ciclos de nutrientes, la calidad del agua y el funcionamiento general del ecosistema.
Para monitorizar la hidrobiogeoquímica del Valle de Sant Nicolau, desde 2004 se ha establecido una red de estaciones de muestreo en varias subcuencas experimentales dentro del valle. Más concretamente, se están aplicando dos enfoques diferentes pero complementarios al estudio de la hidro-biogeoquímica del valle, cada uno correspondiente a una estrategia de muestreo distinta. La primera es la monitorización basada en sensores, que proporciona mediciones continuas y de alta frecuencia de variables clave y captura dinámicas a corto plazo. La segunda es la muestra discreta de agua basada en campañas de muestreo de campo, que implica la recogida periódica manual de muestras de agua para análisis detallados de laboratorio, ofreciendo información química y biológica más amplia pero con menor resolución temporal. En conjunto, estos enfoques proporcionan una comprensión más completa de los procesos que moldean el Valle de Sant Nicolau.
Uno de los objetivos innovadores más recientes de LOOP es aprovechar tecnologías de sensores de vanguardia para captar la naturaleza rápida y no lineal del mecanismo que subyace a la transferencia y el ciclo de agua y elementos biogeoquímicos a través de los compartimentos del paisaje (atmósfera-agua subterránea-suelos-agua superficial). En la cuenca experimental de Contraix (4,5km2; 1967 y 2958 mnm), desde 2020 se han desplegado varias plataformas multisensor para monitorizar los diferentes compartimentos del continuo terrestre-acuático. Estas plataformas están equipadas con estaciones de medición de arroyos e instrumentos complementarios para rastrear el movimiento de agua y solutos a través de ecosistemas fluviales. También incluyen redes de pozos con sistemas multisensores que recogen de forma autónoma datos hidrológicos y biogeoquímicos subterráneos a lo largo del ciclo hidrológico. Cada red suele incluir un pozo profundo (de hasta 20 m) para muestreo de acuíferos, dos o tres pozos poco profundos (1–2 m) distribuidos a lo largo de un transecto entre ladera y arroyo, y un conjunto de tres a cinco lisímetros instalados en las capas superiores del suelo (0,2–0,8 m).
Para el enfoque de muestreo discreto de agua, se utilizan tres frecuencias de muestreo distintas, cada una con una cobertura espacial diferente. El muestreo regular o mensual consiste en colecciones frecuentes (por ejemplo, semanales o mensuales) para proporcionar una serie temporal consistente de parámetros químicos y biológicos clave. El muestreo estacional se realiza en periodos críticos del año —como el deshielo, los bajos caudales en verano o las lluvias otoñales— para captar la influencia de los ciclos hidrológicos y climáticos en la calidad del agua. Se realiza un muestreo anual una vez al año en lugares seleccionados para obtener información base más amplia, permitiendo comparaciones a largo plazo y la detección de tendencias graduales en la cuenca.