Потемнение озёр снижает их продуктивность, влияя на пищевые цепи и рыбу

Новое исследование показывает, что увеличение концентрации растворённого органического вещества (РОВ) в озёрах северо-востока США, вызывающее их потемнение («браунинг»), может снижать продуктивность водоёмов и их способность поддерживать жизнь. В статье, опубликованной в Limnology and Oceanography Letters, учёные выяснили, что вода с высоким содержанием РОВ не обогащает озёра питательными веществами, как предполагалось ранее, а блокирует солнечный свет и ограничивает рост растений.

Ключевой вопрос — влияние на пищевые цепи

По словам соавтора Кевина Роуза, ключевой вопрос заключается в том, как потемнение повлияет на водные пищевые цепи, включая рост водорослей и рыбные запасы. Результаты показывают, что в таких озёрах всё большее значение приобретает ограничение по свету. Водоросли и растения будут вытеснены на более мелководные зоны, что ограничит кормовую базу для беспозвоночных, которыми питается рыба. Это может затруднить поиск добычи для рыб, полагающихся на зрение, например, ручьевой форели.

Причины потемнения и ошибочные предположения

Браунинг — результат экологических изменений: восстановления от кислотных дождей, изменения землепользования и климата. Ранее учёные предполагали, что приток РОВ приведёт к росту уровня питательных веществ (азота и фосфора), компенсируя нехватку света. Однако, как отмечает ведущий автор Джонатан Стетлер, по мере потемнения озёр концентрация питательных веществ не увеличивается. Модели, созданные авторами, предсказывают, что без роста питательных веществ более тёмные озёра станут менее благоприятными для растений и животных.

Пространственные и временные данные дают разные картины

Для выводов исследователи провели масштабное пространственное обследование, собрав данные по углероду, питательным веществам и проникновению света в озёрах по всей стране, а также использовали один из немногих долгосрочных наборов данных по 28 озёрам в горах Адирондак (1994–2012 гг.).

• Пространственный срез (данные по 38 озёрам и 90 озёрам из оценки Агентства по охране окружающей среды США 2012 года) показал, что более тёмные озёра действительно имеют более высокий уровень питательных веществ, чем светлые.
• Долгосрочные данные по Адирондаку показали, что со временем количество питательных веществ не меняется. Уровень азота даже снизился (вероятно, из-за Закона о чистом воздухе), а уровень фосфора остался неизменным (возможно, из-за изменения pH почвы или потепления климата).

Важность долгосрочного мониторинга

Как отметил соавтор Чарльз Дрисколл, восстановление от кислотных дождей в северных регионах привело к одновременному росту потока РОВ в водоёмы. Удивительно, но уровни азота и фосфора при этом не увеличиваются. Поскольку ограничение питательных веществ может снизить продуктивность озёр, это наблюдение имеет важные последствия для будущей структуры и функций водных экосистем.

Стетлер подчеркнул, что выявленное несоответствие между пространственными и долгосрочными данными highlights the need for continuous long-term monitoring. Биологические полевые станции часто являются краеугольным камнем таких усилий, но из-за сложности с финансированием долгосрочные данные остаются редкостью. «Настоящая ценность долгосрочных наборов данных часто полностью осознаётся лишь десятилетия спустя. Хотя пространственные обследования иногда полезны, ничто не может заменить долгосрочные данные».