Ученые предупреждают: реки мира задыхаются без кислорода

Изменение климата истощает запасы кислорода в реках по всему миру, и тропические водные пути становятся самыми опасными зонами. Credit: Shutterstock

Изменение климата неуклонно лишает кислорода реки по всему миру, согласно новому исследованию, опубликованному 15 мая в журнале Science Advances. Исследователи обнаружили, что это долгосрочное снижение уровня кислорода происходит в большинстве речных систем, причем наиболее уязвимыми оказались тропические реки. Полученные данные указывают на острую необходимость в стратегиях, направленных на замедление потери кислорода в пресноводных экосистемах.

Исследование возглавил профессор Кун Ши из Нанкинского института географии и лимнологии (NIGLAS) Китайской академии наук. Доктор Ци Гуань выступил в качестве первого автора, а в проекте также участвовал исследователь из Университета Тунцзи.

Реки теряют жизненно важный ингредиент для жизни

Растворенный кислород играет решающую роль в поддержании здоровья речных экосистем. Он поддерживает водные организмы, помогает сохранять биоразнообразие и влияет на важные биогеохимические процессы. Когда уровень кислорода падает, здоровье реки может ухудшиться, подвергая риску рыбу и другие пресноводные виды.

Чтобы изучить, как уровень кислорода в реках менялся с течением времени, исследователи использовали алгоритм машинного обучения для анализа наблюдений с 21 439 речных участков по всему миру, собранных за почти четыре десятилетия (1985-2023 гг.).

Их анализ выявил четкую глобальную тенденцию. Уровень кислорода в реках снижался в среднем на -0,045 мг/л за десятилетие, причем 78,8% рек, включенных в исследование, демонстрировали признаки деоксигенации.

Тропические реки пострадали сильнее всего

Наиболее сильная потеря кислорода была обнаружена в тропических реках, расположенных между 20° ю.ш. и 20° с.ш., включая реки в Индии. Этот результат удивил исследователей, поскольку ранее ученые ожидали, что реки в более высоких широтах, где потепление часто более интенсивно, столкнутся с наибольшим риском деоксигенации.

Вместо этого исследование показало, что тропические реки, как правило, уже имеют более низкие концентрации кислорода, что делает их особенно уязвимыми при продолжении снижения уровня кислорода. В сочетании с более высокими темпами деоксигенации эти условия увеличивают вероятность гипоксических событий, когда кислорода становится слишком мало для поддержания многих форм водной жизни.

Речной сток и плотины влияют на потерю кислорода

Исследователи также изучили, как режимы речного стока и подпруживание влияют на снижение уровня кислорода.

Как условия низкого, так и высокого стока, по-видимому, частично снижают деоксигенацию по сравнению с условиями нормального стока. Реки, испытывающие условия низкого стока, имели на 18,6% меньшую скорость деоксигенации, в то время как условия высокого стока были связаны с на 7,0% меньшей скоростью.

Подпруживание оказывало различное влияние в зависимости от глубины водохранилища. В мелких водохранилищах подпруживание ускоряло потерю кислорода. Однако в более глубоких водохранилищах это помогало уменьшить деоксигенацию в зоне подпора.

Волны тепла ускоряют деоксигенацию рек

Дальнейший анализ показал, что снижение растворимости кислорода, вызванное потеплением климата, было основной причиной глобального снижения уровня кислорода, на которую пришлось 62,7% наблюдаемых изменений.

Метаболизм экосистемы, на который влияют такие факторы, как температура, свет и поток воды, внес 12% в деоксигенацию.

Команда также исследовала роль волн тепла. Их результаты показали, что на волны тепла пришлось 22,7% глобальной деоксигенации рек. Волны тепла увеличили скорость деоксигенации на 0,01 мг/л за десятилетие по сравнению с условиями при средних климатологических температурах.

В целом, результаты подчеркивают растущее влияние потепления климата на проточные пресноводные экосистемы. Исследователи говорят, что тропические реки следует считать главным приоритетом для мер по смягчению последствий, направленных на предотвращение ухудшения истощения кислорода. Исследование также предоставляет научную основу, которую политики могут использовать при разработке стратегий по борьбе с деоксигенацией рек во всем мире.

Источники:

Материалы предоставлены Штаб-квартирой Китайской академии наук.

Qi Guan, Kun Shi, Xuehui Pi. Sustained deoxygenation in global flowing waters under climate warming. Science Advances, 2026; 12 (20) DOI: 10.1126/sciadv.aef3132