Летние штормы повышают риск цветения токсичных водорослей в чистых озёрах

Учёные из Института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства имени Лейбница (IGB) в ходе масштабного эксперимента выяснили, как летние штормы влияют на экологию глубоких чистых озёр. Исследование проводилось в лаборатории LakeLab на озере Штехлин, где в специальных цилиндрах смоделировали последствия сильного шторма, глубоко перемешавшего водную толщу.

Доктор Стелла Бергер в лаборатории LakeLab на озере Штехлин. Автор: Астрид Шойерманн

В результате перемешивания на поверхность были подняты питательные вещества, неорганический углерод и водоросли из глубинных слоёв. Это спровоцировало массовое развитие цианобактерий, известное как цветение сине-зелёных водорослей. Результаты, опубликованные в журнале Limnology and Oceanography Letters, объясняют, почему в условиях изменения климата такие явления возникают не только в мелких, богатых питательными веществами водоёмах, но и в глубоких чистых озёрах.

Ключевой вывод заключается в том, что экстремальные погодные явления, такие как летние штормы, не только краткосрочно меняют физические условия в озёрах, но и оказывают долгосрочное влияние на их экологию. Смоделированный шторм вызвал каскад биологических и химических реакций, которые длились несколько недель.

Уникальная лаборатория позволила провести контролируемый эксперимент

Ранее данные о реакции озёр на сильные штормы основывались в основном на наблюдениях, где было сложно отделить физические воздействия от других факторов, например, поступления питательных веществ извне.

Эксперимент в LakeLab был иным. Лаборатория представляет собой 24 изолированных секции (диаметром 9 и глубиной около 20 метров каждая), установленных прямо в озере Штехлин. Исследователь IGB доктор Йенс Нейстгард разработал методику, позволяющую смоделировать шторм и равномерно перемешать воду в части этих секций.

«Поскольку все остальные условия окружающей среды во всех секциях были одинаковыми, эксперимент позволил провести множество повторений и сравнить результаты с контрольными группами без перемешивания. Это уникальная экспериментальная установка. При этом само озеро Штехлин не пострадало от изменений», — пояснил учёный.

Каскад долгосрочных экологических изменений

Смоделированный шторм транспортировал питательные вещества и фитопланктон из глубины на освещённую солнцем поверхность, что привело к резкому росту биомассы водорослей.

«В глубоких чистых озёрах, таких как Штехлин, водоросли могут расти и в более глубоких слоях, потому что туда проникает достаточно солнечного света. Когда эти водоросли поднимаются на поверхность из-за шторма, они получают оптимальные условия для массового размножения», — объяснила доктор Стелла Бергер, координировавшая эксперименты вместе с доктором Нейстгардом.

Состав водорослей и микроорганизмов изменился: часть водорослей была съедена микроорганизмами, другая — опустилась на дно. На поверхности остались нитчатые цианобактерии, которые начали массово размножаться, что и привело к цветению. Цианобактерии могут быть токсичны для людей и животных.

Изменение климата повышает риски даже для чистых озёр

Изменение климата ведёт к учащению летних штормов, создавая новую угрозу для пресноводных экосистем.

«Потепление озёр из-за изменения климата увеличивает риск цветения водорослей не только в богатых питательными веществами мелководьях. Как показывают наши результаты, глубокие чистые озёра также находятся в зоне риска из-за учащающихся летних штормов, — заявил ведущий автор исследования, профессор IGB Ханс-Петер Гроссарт. — Именно эти озёра часто имеют особую природоохранную ценность, так как в прошлом они в значительной степени не подвергались антропогенному влиянию или уже оправились от него».

Больше информации: Hans‐Peter Grossart et al, Extreme summer storm elicits shifts in biogeochemistry, primary productivity, and plankton community structure in a large‐scale lake enclosure experiment, Limnology and Oceanography Letters (2025). DOI: 10.1002/lol2.70058

ИИ: Это исследование наглядно показывает, как изменение климата, проявляющееся в увеличении частоты экстремальных погодных явлений, может неожиданным образом влиять на, казалось бы, стабильные и защищённые экосистемы. Полученные данные важны для разработки стратегий мониторинга и защиты уникальных водоёмов, которые ранее считались менее уязвимыми.