Как меняется озеро Байкал

Озеро Байкал: как изменение климата угрожает самому старому и глубокому озеру в мире
Озеро Байкал, старейшее и самое глубокое озеро в мире, чувствует температуру изменения климата, вызванного деятельностью человека. Расположенный на юге Сибири, Байкал занимает один из самых быстро прогреваемых регионов на планете, в результате само озеро потеплело, сезонный лед присутствует в течение более короткого периода времени и стал тоньше, а его воды расслоились. на более длительные периоды. Эти изменения уже повлияли на микроскопическую жизнь озера, в том числе на фитопланктон и зоопланктон.

Теперь наше новое исследование предоставило первые доказательства того, что некоторые из уникальных микроскопических растений озера вытесняются видами, не уникальными для озера, скорее всего, из-за изменения климата. Хотя эти экологические изменения пока ограничиваются южным бассейном озера Байкал, они могут служить сигналом раннего предупреждения о том, что может произойти в остальной части озера в ближайшие десятилетия.

Чтобы представить современные экологические наблюдения в более широкой и долгосрочной перспективе, мы рассмотрели ил, который скапливается на дне озера. Это сохраняет экологическую историю, которая при тщательном сборе и анализе может быть использована для выявления изменений в экологии озера.

Озеро Байкал содержит больше воды, чем Великие озера Северной Америки вместе взятые.

Мы были особенно заинтересованы в изучении долгосрочных тенденций в ключевой группе организмов, называемых диатомовыми водорослями. Эти крошечные водоросли невидимы невооруженным глазом, они составляют лишь пятую часть толщины человеческого волоса.

Большая часть энергии пищевой сети озера Байкал поступает в результате фотосинтеза этих крошечных диатомовых водорослей. Они также особенно полезны для реконструкции долгосрочных изменений в экологии озера, поскольку их раковины сделаны из кремнезема, того же материала, что и стекло, что позволяет сохранять их окаменелости в озерной грязи.

Aulacoseira baicalensis, диатомовая водоросль, встречающаяся только в озере Байкал. Патрик Риуал, автор предоставил
Некоторые диатомовые водоросли более приспосабливаемы
Как и большинство растений и животных, обитающих на Байкале, эти диатомовые водоросли в основном эндемичны, то есть больше нигде в мире не встречаются. Еще в 2006 году один из нас (Энсон) предсказал, что изменение климата приведет к сокращению численности крупных, тяжелых, медленнорастущих, эндемичных видов диатомовых водорослей Байкала, поскольку они быстро утонут из световой зоны по мере того, как озеро становится все более стратифицированным. Его работа предполагала, что они будут заменены более мелкими, легкими, быстрорастущими видами (как эндемичными, так и найденными в других местах), способными лучше переносить более стратифицированную воду.

В текущем исследовании наша коллега Сара Робертс намеревалась проверить эту гипотезу в рамках своей докторской диссертации, извлекая «керны» из ила на дне озера, чтобы увидеть, какими были диатомовые водоросли в предыдущие годы.

Наши выводы были неожиданными. Наши данные показали, что на юге озера Байкал существенная смена диатомовых водорослей произошла в самом начале 1970-х годов, в то же время, когда озеро начало нагреваться и лед истончился.

Игольчатая Synedra acus, диатомовая водоросль, обитающая в озере Байкал и в других местах. Патрик Риуал, автор предоставил
Как и предполагалось, это изменение проявилось в сокращении численности диатомовых водорослей с толстым и тяжелым панцирем, наряду с увеличением числа быстрорастущих видов с более легким панцирем, таких как Synedra acus, который также встречается во многих других озерах по всему миру.

Чего мы не ожидали, так это сокращения численности других более легких эндемичных видов, таких как Crateriportula inconspicua.

Когда численность тяжелых диатомовых водорослей сокращается, растворенный кремнезем, необходимый для изготовления их стеклянных панцирей, теперь доступен для использования другими диатомовыми водорослями. Но поскольку S. acus может переносить более высокие температуры воды с высокими темпами роста, он быстро вытесняет других более мелких эндемичных диатомовых водорослей.

Почему это важно? Изменение климата уже наносит ущерб экосистемам других крупных древних озер, таких как озеро Танганьика в Восточной Африке. То, что происходит с планктоном, влияет на пищевую сеть, заставляя рыбу бороться, а также, в конечном итоге, тех людей, средства к существованию которых зависят от экосистемы.

Растущее преобладание неэндемичных видов диатомовых водорослей в озере Байкал может нарушить собственную пищевую сеть озера за счет изменения типов зоопланктона и другой фауны, которые питаются байкальскими диатомовыми водорослями, что в конечном итоге может повлиять на эндемичные виды рыб, которые питаются. на самих сообществах зоопланктона.

В другом месте озера мы также наблюдаем рост водорослей вдоль береговой линии, связанный с неочищенными сточными водами из прибрежных поселений. Взаимодействие факторов стресса как от обогащения питательными веществами вдоль береговой линии озера Байкал, так и от повышения температуры поверхностных вод и стратификации в результате изменения климата может иметь неописуемые последствия для биоразнообразия в одной из уникальных экосистем мира.