Сложная динамика превращает воду в озере в зеленый и коричневый

 

Многие озера и пруды меняют цвет — от приятного синего или прозрачного до мутно-коричневого или зеленого, что вызвано стоком питательных веществ и углерода в сочетании с более высокими температурами.

Ученые и специалисты по водным ресурсам работают над прогнозированием условий, вызывающих изменение цвета и цветение водорослей, но это легче сказать, чем сделать.

Сложная динамика превращает воду в озере в зеленый и коричневый

Исследователи в основном предполагали, что экосистемные отношения, которые приводят к этим сдвигам, являются линейными, так что, например, добавление большего количества фосфора в озеро прямо и пропорционально приведет к большему росту водорослей.

Но новое глобальное исследование озер показывает, что эти отношения намного более сложные, взаимосвязанные и нелинейные.

«Наше исследование показывает, что мы не можем точно предсказать, как озера реагируют на добавленный углерод и питательные вещества, без учета нелинейной динамики и одновременного рассмотрения обоих факторов», — сказала Мередит Холджерсон, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни. и первый автор исследования «Интеграция экосистемного метаболизма и потребительского аллохтония выявляет нелинейные движущие силы в переработке органического вещества в озере», которое было опубликовано 6 августа в журнале Лимнология и океанография.

Озера и пруды все чаще подвергаются эвтрофикации — процессу, при котором добавление питательных веществ способствует росту растений и водорослей, которые делают озера зелеными, снижают уровень кислорода в воде и могут быть токсичными. Еще одно изменение в озере — «потемнение», когда увеличение содержания органического углерода делает озеро темнее и усиливает разложение. Изменение климата может усугубить эти условия, поскольку более частые и интенсивные штормы увеличивают сток питательных и органических веществ с наземного ландшафта.

Прочитайте также  Билл Гейтс сказал, когда закончится пандемия.

 

В исследовании изучается, как поступление фосфора и углерода в озера взаимодействует и влияет на рост растений, дыхание и аллохтонию пищевых цепей — сколько биомассы организма происходит из наземных источников по сравнению с водными источниками.

В ходе исследования группа из восьми исследователей проанализировала научную литературу для составления наборов данных о метаболизме экосистем (валовая первичная продукция и дыхание в озере) и аллохтонии пищевых сетей (сколько наземных источников подпитывают пищевую сеть) из озер по всему миру. В то время как предыдущие исследования изучали метаболизм или аллохтонию независимо, это исследование является первым, в котором они сравниваются одновременно в большом количестве озер. Объединив эти два показателя, исследователи получили более четкое представление о том, как озера реагируют на изменения как в питательных веществах, так и в углероде.

«Мы обнаружили, что большинство наших взаимоотношений было нелинейным как для метаболизма, так и для аллохтонии», — сказал Холджерсон.

Прочитайте также  После выпуска новейшей iOS 11 перестанут работать 180 тыс. приложений

Например, валовая первичная продукция (общая скорость производства растительного материала) линейно увеличивается только при промежуточных уровнях общего фосфора. При низком и высоком уровнях добавление фосфора существенно не повлияло на валовое первичное производство.

В прошлом общепринятое мнение гласило, что более высокие внешние поступления углерода земной поверхности приведут к увеличению аллохтонии в пищевой сети. «Но вместо этого мы обнаружили, что самый высокий уровень аллохтонии требует промежуточных уровней углерода и фосфора», — сказал Хольджерсон. «Чтобы предсказать, как озера будут реагировать на изменения в содержании питательных веществ и углерода, нам необходимо понять формы этих отношений».

По ее словам, поскольку динамика озера не является линейной, исследование указывает на возможные пороговые значения для изменения.

«Без учета этих пороговых сдвигов и потенциальных взаимодействий между углеродом и питательными веществами мы бы неправильно предсказали реакцию озера на изменения», — сказала она.

В конечном итоге, по словам Хольджерсона, решения проблемы эвтрофикации и потемнения будут включать снижение нагрузки на озера питательными веществами и углеродом, что, хотя и простое в теории, сложно реализовать.


В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
👇 Поделитесь в вашей соцсети

ДРУГИЕ НОВОСТИ

 

Добавить комментарий