Биология. В 3-х томах. Т. 3

Проблема снижения концентрации растворенного кислорода при эвтрофизации глубоких озер усугубляется наличием сезонной термической стратификации (т.е. расслоением водной толщи на эпилимнион — хорошо перемешиваемый и прогреваемый поверхностный слой, термоклин, в пределах которого наблюдается резкое падение температуры с глубиной, и гиполимнион-глубинные воды, сохраняющие низкую температуру с весны до осени). В умеренных широтах термическая стратификация, препятствующая проникновению кислорода в гиполимнион, устанавливается обычно в начале лета и держится до осени, а затем нарушается в результате охлаждения воды у поверхности и усиления ветрового перемешивания. Вода впадающих в озеро рек обычно теплая (так как реки мелкие), поэтому растворенные в речной воде питательные вещества и кислород попадают только в эпилимнион. Животные же, чувствительные к изменениям температуры, обычно обитают только в гиполимнионе. Масса фитопланктона, образовавшаяся в прогреваемом и богатом питательными веществами эпилимнионе, при отмирании попадает в гиполимнион, где в процессе ее разложения потребляются и без того ограниченные здесь запасы кислорода. Продувание воздухом гиполимниона может компенсировать возникший дефицит кислорода и тем самым сохранить обитающих там животных. Однако, если не следить внимательно за складывающейся ситуацией, то в конце лета может произойти внезапная катастрофическая гибель рыб вследствие наступившего дефицита кислорода.

Анализ конкретного случая

В бродах[18]

Норфолка содержание нитратов и особенно фосфатов очень сильно возросло по сравнению с уровнем конца прошлого века, причем наиболее заметные изменения произошли за последние 40 лет (табл. 12.6). В то же время чистые прозрачные воды, характеризующиеся низкой продуктивностью фитопланктона и развитием прикрепленной растительности (например, водорослей Chara spp.), сменились водами непрозрачными, богатыми фитопланктоном, в которых произрастали только немногие прикрепленные растения. В 1973 г. прозрачность воды в Бартон-Брод, измеренная с помощью диска Секки[19], составляла только 11см. Хотя большая часть обитавшей здесь до 1800-х годов фауны (включая ценные виды промысловых рыб) позднее исчезла, к середине двадцатого века местность эта снова приобрела славу мирового центра спортивного рыболовства. Продолжающийся, однако, быстрый рост количества поступающих биогенных элементов, особенно фосфора, а также воздействие целого комплекса других факторов, означают реальную угрозу рыболовству. Дополнительные проблемы возникают из-за периодического затопления территории морской водой, которое к тому же усугубляется эрозией берега, нарушением структуры донных отложений и уничтожения тростниковых зарослей, не только защищающих речные берега, но и создающих удобные места для нереста рыб. Разрушение поясов прибрежной полупогруженной растительности (тростник, рогоз, камыш и т. д.) происходит вследствие расширяющейся и меняющей свой характер рекреационной нагрузки, в частности все большим вытеснением парусного спорта катанием на различного рода моторных лодках.

Таблица 12.6. Уровень фосфатов в озерах и 'бродах' Норфолка начиная с 1800 г.

Недавние эксперименты, проведенные на "бродах" Англии, свидетельствуют о том, что эвтрофизация может быть приостановлена и даже как бы обращена вспять. Так, например, когда два брода — Алдерфен и Кокшут — отгородили от речной системы запрудами, поступление в них воды, богатой биогенными элементами, прекратилось. В Алдерфене ничего более не предпринималось и вслед за наблю-давшимся вначале улучшением ситуации (увеличением прозрачности и т. п.) состояние водоема снова ухудшилось. Произошло это вследствие сложного взаимодействия процессов, протекающих, с одной стороны, в донных отложениях, а с другой — в толще воды при разложении фитопланктона, давшего весной вспышку численности ("цветение"). Результатом этого взаимодействия было высвобождение фосфатов из богатых биогенными элементами донных отложений. Если сразу после запруживания протоков рост водорослей в Алдерфене лимитировали нитраты, то позднее в нем развились формы, фиксирующие атмосферный азот, и летом 1985 г., спустя шесть лет после начала эксперимента, прозрачность воды снова стала крайне низкой из-за очень большого количества содержащихся в ней водорослей и цианобактерий. При отделении запрудой другого брода — Кокшута — было проведено драгирование и очистка водоема от богатых фосфором донных отложений. Постепенно здесь сформировались заросли прикрепленной водной растительности и возросла численность рыб. Стоимость дра-гирования Кокшута оценивалась в 75 тыс. фунтов стерлингов, но для большинства бродов, учитывая их размеры, она должна составлять примерно 250 тыс. фунтов стерлингов. К сожалению, во многих случаях действующие правила судоходства запрещают сооружение дамб и изоляцию бродов, особенно если это не временная мера.

Последствия эвтрофизации и меры борьбы с ней