Исследователи проанализировали влияние климата на озерные экосистемы в последние десятилетия

Международный коллектив авторов, представляющий глобальную сеть экологических наблюдений озер GLEON (Global Lake Ecological Observation Network – проект, объединяющий больше 60 мониторинговых станций в 62 странах на 6 континентах) опубликовал масштабный анализ влияния климатических процессов на озерные экосистемы в главном климатическом журнале планеты Nature Climate Change. Среди авторов – ученые НИИ биологии Иркутского государственного университета.

Авторы статьи (37 исследователей, представляющих 44 научных учреждения из 17 стран мира) применили для анализа последствий изменений климата для водных экосистем новый параметр – «изменение термального местообитания».

В работе использовано более 32 миллионов измерений температур в 139 озерах (составляющих около 70% объема всех пресных вод поверхности суши) для того, чтобы количественно оценить изменения термального местообитания и установить, насколько неблагоприятны эти изменения (например, мешают работе экосистемы в целом, развитию организмов, трофическим взаимоотношениям) между двумя временными периодами – отдаленным, взятым за базовый (1978–1995), и более близким нам (1996–2013).

В ходе исследования обнаружено 6,2% изменений термального местообитания между временными периодами. Причем изменения могут возрастать до 19,4%, если местообитания ограничены по сезонности или глубине.

При этом наблюдаются неожиданные температурные парадоксы: так, казалось бы, чем мельче водоем, тем больше на него должны влиять климатические факторы. Однако оказалось, что последствия изменения термального местообитания для мелководных озер значительно меньше и слабее, чем для глубоководных и древних озер. Более того, в озерах с большими глубинами описаны разнонаправленные температурные сдвиги: если поверхностные воды, аккумулируя тепло, нагреваются, то глубинные воды, напротив, могут охлаждаться. Происходит это за счет усиления температурной стратификации и ограничения процессов вертикального перемешивания разных слоев.

Авторы отмечают, что наиболее высокие уровни изменений термальных местообитаний характерны как раз для озер, для которых свойственны и большое биоразнообразие и значительная степень эндемизма, таких как японское озеро Бива, африканские озера Танганьика и Виктория, а также российский Байкал. В работе показано, что именно для этих четырех озер наблюдаются наибольшие риски исчезновения отдельных видов и угрозы масштабной разбалансировки функционирования экосистем.

По мнению Максима Тимофеева, директора НИИ биологии ИГУ и соавтора опубликованной работы, «ситуация для Байкала осложняется тем, что эндемики, составляющие основу его экосистемы, в большинстве своем виды, высокочувствительные к изменению температуры, приспособившиеся существовать в определенном и часто достаточно узком температурном диапазоне».

В Байкале суточные изменения температуры и освещенности регистрируются только в верхних 50–100 метрах поверхностной воды, сезонные изменения температуры отслеживаются до глубины 250–300 метров, а вся основная толща воды вплоть до полутора километров, до максимальных глубин озера, круглый год предоставляет своим обитателям практически постоянные и неизменные условия жизни со стабильной температурой. Однако большие глубины Байкала не являются убежищем для всех его обитателей. Ведь наибольшее разнообразие эндемичных видов в Байкале населяет именно литоральную и сублиторальную зоны (зоны небольших глубин), наиболее подверженные влиянию климатических сдвигов.

«Еще большие вопросы возникают и по самим глубоководным обитателям Байкала. Исследователям хорошо известно, что значительная часть уникальной и единственной в мире пресноводной глубоководной фауны озера – это эндемики-стенотермы, т. е. виды, способные обитать только в очень узком диапазоне температур. При этом уже известно, что как повышение, так и понижение температур для этих видов крайне неблагоприятны, даже если речь идет сдвигах в доли градусов.

Учитывая отсутствие каких-либо аналогов и крайне слабую изученность глубоководной фауны Байкала, крайне трудно спрогнозировать то, как обитатели этих зон будут реагировать на малейшие отклонения в температуре среды их обитания. Проведенные работы ставят множество новых вопросов перед исследователями. Однако совершенно очевидно, что Байкал находится в зоне особого климатического риска, и если мы хотим сохранить исключительное биоразнообразие нашего уникального озера, то любые природоохранные мероприятия должны учитывать факторы глобальных климатических сдвигов», – говорит Тимофеев.