И международная команда сообщает, что наше ограниченное понимание того, как озера – особенно водоросли, являющиеся основой пищевых цепей – могут реагировать на более сильные штормы, представляет собой пробел в знаниях, который увеличивает риск.
Команда из 39 ученых из 20 стран на четырех континентах исследовала то, что в настоящее время известно о том, как экосистемы озер реагируют на экстремальные штормы. Ученые обнаружили, что они не могут с уверенностью предсказать, как озера отреагируют на более частые и сильные штормы, ожидаемые в условиях потепления.
«Если экстремальные погодные явления значительно изменяют круговорот углерода, питательных веществ или энергии в озерах, нам лучше быстро это выяснить», – сказал Джейсон Стоквелл, водный эколог из Университета Вермонта, который руководил новым исследованием, «потому что озера могут переворачиваться, как и лампочка, из одного здорового состояния в нездоровое – и может быть трудно или невозможно перевернуть их обратно."
Новое исследование было сосредоточено на фитопланктоне – микроскопических растениях, широко известных как водоросли. «Фитопланктон вызывает особую озабоченность, потому что он является основой пищевой сети, – сказал Стоквелл, – и является важным фактором качества воды."
Новое исследование «Воздействие шторма на динамику сообществ фитопланктона в озерах» было опубликовано в журнале Global Change Biology 5 марта.
ВПЕРЕДИ БУРЯ
Хорошо известно, что экстремальные погодные явления наносят ущерб имуществу, инфраструктуре и окружающей среде, включая ресурсы пресной воды, которые имеют решающее значение для здоровья человека. Однако озера особенно чувствительны к штормам, потому что они непосредственно испытывают штормы и получают ливневой сток со всех концов своих водоразделов. Сток включает отложения, питательные вещества, микропластик и многое другое.
«У нас есть хорошее представление о том, как озера физически реагируют на штормы: смесь водной толщи, изменения температуры воды и отложения могут взбиваться со дна или доставляться реками и ручьями, чтобы сделать озеро более мутным», – сказал Стоквелл. "Но физическая реакция озера – это лишь часть истории. Биологическое воздействие штормов на фитопланктон и другие растения и животных имеет фундаментальное значение для поведения озер и, как показывает наше исследование, плохо изучено."
В результате поиска тысяч научных статей со всего мира ученые нашли всего 31 исследование 18 озер, которые связывали штормы с состоянием пресноводных озер, а затем и с фитопланктоном.
Мало того, что информация была скудной, но и немногочисленные доступные результаты были непоследовательными. Стало ясно, что научное сообщество плохо понимает, как фитопланктон реагирует на штормы или как их реакция может различаться в зависимости от типа шторма, в разных озерах или даже в разное время года.
НЕОБХОДИМЫЕ НОВЫЕ ЗНАНИЯ
Ученые призывают к совместным междисциплинарным усилиям разработчиков моделей, лимнологов, экспертов по водоразделам и других ученых через сети координации исследований, такие как Глобальная сеть экологических обсерваторий озер (GLEON), для разработки и продвижения рамок исследований штормов. воздействие на фитопланктон.
Команда ученых предлагает несколько направлений исследований, включая интеграцию физических моделей водосборных бассейнов и озер с биологическими моделями для более точного прогнозирования реакции фитопланктона на вызванные штормом изменения состояния озера. Ученые также рекомендуют продолжать и расширять долгосрочные программы мониторинга озер в сочетании с сетями электронных высокочастотных датчиков для оценки краткосрочных изменений, возникающих закономерностей и долгосрочной реакции озер и качества воды на штормовые явления.
Аналогичные исследования также необходимы для зоопланктона, крошечных травоядных животных размером чуть меньше рисового зерна, которые являются незаменимым кормом для рыб. Цель состоит в том, чтобы лучше понять пути воздействия штормов на процессы в водосборных бассейнах, а также на растения и животных в озерах.
«Мы должны быстро узнать больше, чтобы лучше отреагировать на очень реальную и серьезную угрозу изменения климата для озер по всему миру», – сказал Стоквелл, директор лаборатории экосистемных наук Рубенштейна UVM. «Без здоровых озер мы тонем», – сказал он.