Новое исследование выявило: понимание того, какие озёра питаются преимущественно подземными водами, а какие — дождевой водой, имеет решающее значение для управления водными ресурсами в условиях засух и нехватки воды.
Учёные использовали данные из 350 озёр в 18 европейских странах, собранные с 2022 по 2024 год, чтобы получить полную картину того, как озёра континента справляются с изменением климата. Исследование будет представлено в среду, 9 июля 2025 года, на конференции Goldschmidt в Праге.
Исследователи из Чешской академии наук проанализировали пропорции стабильных изотопов водорода и кислорода (18O и 2H) в воде озёр. Эти изотопные сигнатуры помогают выявить влияние осадков, оценить потенциальную связь между подземными водами и озёрами и определить, в какой степени поступающая вода компенсирует потери от испарения.
Команда объединила эти переменные с данными об окружающей среде, включая метеорологические параметры (среднегодовую температуру и осадки, тип климата, относительную влажность), процентное соотношение землепользования (голая земля, пахотные земли, лес, луга, снег, городские территории) и характеристики водосборов (тип озера, размер, максимальную глубину и высоту).
Используя модель машинного обучения, они определили ключевые факторы, поддерживающие здоровый водный баланс для каждого озера, и спрогнозировали влияние изменений осадков и температуры, связанных с изменением климата, в 2050 году.
Исследование показало, что озёра с высокой потенциальной связью с подземными водами поддерживают более стабильный уровень воды и с большей вероятностью смогут смягчить последствия изменения климата.
Мелководные озёра, у которых площадь поверхности велика по отношению к объёму, испытывают высокие темпы испарения по сравнению с притоком воды, что делает их более уязвимыми к повышению температуры и сокращению осадков.
Моделирование показало, что озёра в низменных районах наиболее вероятно достигнут критических соотношений испарения и притока к 2050 году, что приведёт к нехватке воды и загрязнению. Искусственные озёра, такие как водохранилища, подвергаются наибольшему риску. Это связано с тем, что озёра в низменных районах, как правило, более мелкие и часто менее связаны с подземными водами, что дестабилизирует баланс между испарением и притоком.
Кроме того, эти озёра чаще всего расположены в регионах с интенсивным сельским хозяйством, где сток удобрений и других веществ может привести к повышению уровня питательных веществ и ухудшению качества воды.
Озёра, расположенные на больших высотах или в альпийских районах, оказались наиболее устойчивыми. Они выигрывают от более низких температур, снижения темпов испарения и часто лучшего соединения с притоком подземных вод. Эти озёра в настоящее время менее подвержены влиянию окружающей сельскохозяйственной деятельности и поэтому сталкиваются с меньшими проблемами, связанными со стоком питательных веществ. Однако исследователи предупреждают, что сельскохозяйственное землепользование мигрирует на более высокие высоты, что может повлиять на качество воды и доступность этих озёр в будущем.
Доктор Ма. Кристина Пауле-Меркадо из Биологического центра Чешской академии наук представила исследование на конференции Goldschmidt. Она сказала: «Мы изначально ожидали, что одни и те же контролирующие факторы будут применяться ко всем озёрам, но это оказалось не так. Хотя мы можем извлечь из анализа некоторые общие выводы, мы также наблюдали, как в каждом регионе существует своя динамика, обусловленная взаимодействием множества переменных. Это подчёркивает важность учёта всех этих факторов — и особенно связи между подземными водами и озёрами — при разработке устойчивых стратегий управления для решения проблем, связанных с изменением климата и нехваткой воды».
Команда продолжает расширять свой набор данных — теперь он включает более 400 озёр — с целью сделать его глобальным ресурсом. Хотя некоторые данные об окружающей среде получены из источников с открытым доступом, исследователи также ежегодно собирают пробы из сотен озёр, сотрудничают с другими учёными и участвуют в инициативах гражданского научного сообщества. Эти усилия помогают расширить охват и укрепить вовлечённость сообщества.
Предоставлено конференцией Goldschmidt