Американский натуралист XIX века Генри Дэвид Торо описывал небольшое пресноводное озеро в Уолдене как «глаз Земли» — мера сложности экологических взаимодействий.
Наше новое исследование на озере Таупо, крупнейшем в Новой Зеландии пресноводном водоёме, известном своей прозрачностью, подтверждает это представление об экологии озёр.
Мы изучили связи между циклами питательных веществ и биоразнообразием и обнаружили, что сильный ветер, дующий над озером, может привести к увеличению количества пищи для местных пресноводных мидий в течение года.
В озёрах экологические эффекты часто могут быть скрыты из-за множественных взаимодействий. В этом случае влияние ветра на мидий имело пять степеней разделения.
Мидии и другие организмы, обитающие вдоль берегов озера Таупо, поглощают и перерабатывают питательные вещества, полученные из апвеллинга.
Поскольку преобладающие юго-западные ветры над озером приводят к увеличению апвеллинга вдоль подветренного берега, какахи в юго-западных заливах сохраняют в своём рационе отпечаток глубоководных питательных веществ в течение всего года. Они превращают спорадическое событие в очаг биоразнообразия.
Известно, что мелководные зоны вокруг озёр (литоральные зоны) вносят значительный вклад в поддержку рыб и местного биоразнообразия.
Наше исследование дополняет эти знания, показывая, как эти литоральные зоны способны поддерживать биоразнообразие. Это помогает нам определить области, которые могут иметь непропорционально важное значение для сохранения пресной воды, включая регионы локального апвеллинга.
Наша работа также предоставляет основу для рассмотрения того, как изменение климата повлияет на находящиеся под угрозой исчезновения виды таонга в озёрных местообитаниях.
Одной из наиболее важных физических характеристик озёр является стратификация — сезонное разделение воды на отдельные слои с разной температурой и плотностью, когда солнце нагревает поверхность.
Изменение климата делает стратификацию озёр более длительной и сильной, что может привести к уменьшению и ослаблению явлений апвеллинга. Известно, что даже незначительные изменения во времени начала и окончания стратификации могут иметь серьёзные экологические последствия, в основном за счёт изменения доступности света, питательных веществ, углерода и кислорода для организмов.
Изменение климата также делает глубоководные слои в озёрах более склонными к низкому содержанию растворённого кислорода, поскольку длительная стратификация препятствует перемешиванию кислорода из воздуха, а более тёплая вода удерживает меньше кислорода.
Существует риск того, что явления апвеллинга, которые в настоящее время обеспечивают питательные вещества для поддержки организмов, в будущем могут привести к попаданию воды, которая будет удушать эти очаги биоразнообразия.
Литоральные зоны, по-видимому, гораздо более чувствительны к изменению климата, чем морские местообитания. Хотя мы хорошо умеем отслеживать качество воды в озёрах в их центре, нам нужны дополнительные инструменты для мониторинга литорали в том же масштабе.
Команда исследователей Our Lakes Our Future в настоящее время работает над созданием инструментов для более эффективного мониторинга важных литоральных местообитаний, чтобы обеспечить их лучшую защиту и восстановление.
Традиционно подсчёт биоразнообразия в озёрах занимал много времени и средств, но новые молекулярные инструменты, такие как экологическая ДНК, позволяют нам увидеть, что там живёт, и даже что делают организмы.
Вы можете спросить, почему важно иметь данные, чтобы понять, как работают окраины озёр. Эффективная защита биоразнообразия под угрозой возможна только в том случае, если у нас есть чёткое понимание причинно-следственных связей — от водосбора до видов, обитающих вдоль береговой линии, — даже если экологические взаимодействия проходят через несколько этапов и требуют много времени для реализации.