Гидробиологи рекомендуют учитывать временной лаг при биоиндикации крупных рек
Специалисты новосибирского филиала Института водных и экологических проблем СО РАН (Барнаул) с коллегами выяснили: между загрязнением Оби органическими веществами и реакцией экосистемы существует задержка. Она вызвана длительностью жизненного цикла и скоростью размножения планктона.
Именно эти организмы традиционно служат биоиндикаторами экологического состояния реки. В ходе исследования специалисты обнаружили, что пики численности фитопланктона (кормовой базы) и зоопланктона (её потребителей) разнесены в пространстве по продольной оси реки на сотни километров. Работа опубликована в журнале Science of The Total Environment.
Исследовательское судно у берега Оби
Оценка состояния реки, как правило, включает в себя гидрохимический анализ и изучение биоты (фито-, зоопланктона и бактерий). Гидрохимический анализ предоставляет данные о концентрации загрязняющих веществ в конкретный момент времени, а живые организмы позволяют оценить их долгосрочное влияние на экосистему. Однако стандарты отбора проб (500 метров вверх и вниз по течению от точки сброса или впадения притока) вызывают вопросы. На участках смешения вода в крупных реках сильно разбавляется — экосистема просто не успевает среагировать на поступающее загрязнение. В малых ручьях промышленные или бытовые стоки часто превышают объём самого потока. Оценить состояние такой воды объективно также очень сложно.
Если действующие методики требуют оценивать влияние загрязнения на отрезке всего в 500 метров от источника, то реальная картина процессов в русле Оби разворачивается в совершенно ином масштабе. Разрыв между пиками развития планктона составляет не сотни метров, а сотни километров. Сотрдники ИВЭП СО РАН в месте с коллагами из других научных учреждений Новосибирска, Омска, Томска, Красноярска и Архангельска провели комплексное исследование Оби более чем на 2 500 километрах незарегулированного русла с учётом влияния крупных притоков. Подобных наблюдений на крупных реках очень мало: они труднодоступны, огромны по масштабу, а организовать там работы крайне сложно.
Директор новосибирского филиала ИВЭП СО РАН доктор биологических наук Надежда Ивановна Ермолаева: «При сведении результатов мы обратили внимание на интересную закономерность: пики численности фитопланктона и зоопланктона по продольному течению реки оказались пространственно разнесены. По логике пищевой цепи потребитель должен находиться там же, где его пища, однако этого не происходит. В ходе масштабных экспедиций 2019 и 2021 годов выяснилось, что расстояние между этими пиками составляет около 300 километров (в 2019 маловодном году) и 500 километров (в 2021 многоводном году). Стоит оговориться, что данные имеют некоторую погрешность, так как замеры проводились не каждые 100 метров».
Река Обь
Исследователи учли время движения воды и скорость размножения зоопланктона. Расчёты показали: потребители реагируют на рост кормовой базы с задержкой примерно в десять дней. А расстояние между пиками зависит от скорости течения и объёма стока реки. Органические стоки обычно не действуют на живые организмы мгновенно, поэтому биоиндикацию бесполезно проводить у места сброса. Результат проявится только через сотни километров вниз по течению — к тому времени сформируется новое сообщество зоопланктона. Реакция на биогены, температурные и трофические условия (то есть количество доступной пищи) запаздывает. На это уходит время развития одной-двух генераций ключевых видов зоопланктона, поэтому при оценке органического загрязнения необходимо учитывать временной лаг.
Исследователи предлагают разделить все вещества на две группы: немедленного (токсины и тяжёлые металлы) и отложенного действия (органические вещества и биогены). Поскольку объём стока воды меняется каждый год, искать контрольные точки по фиксированным метрам бессмысленно; единственный рабочий подход здесь — считать не километры, а время добегания воды.
Отследить такое загрязнение реально, но это требует доработки методик. «Главная проблема текущей экологической оценки заключается в том, что, давая заключение о „грязной“ Оби, эксперты ориентируются на разработанные для европейской части России предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ (ПДК). Они не учитывают наш естественный гидрохимический фон. Высокое содержание марганца, железа, алюминия и меди для наших рек — это нормальный природный фон, так как мы находимся в железомарганцевой провинции. Экосистема на всех уровнях полностью к этому приспособлена. По сути, река Обь намного чище и благополучнее той же Волги или Москвы-реки», — отмечает Надежда Ермолаева.
Текст: Ирина Баранова.
Источник: «Наука в Сибири».
