Zmiany klimatu systematycznie pozbawiają tlenu rzeki na całym świecie – wynika z nowego badania opublikowanego 15 maja w „Science Advances”. Naukowcy odkryli, że długoterminowy spadek poziomu tlenu dotyczy większości systemów rzecznych, a tropikalne rzeki okazują się najbardziej narażone. Wyniki wskazują na pilną potrzebę strategii mających na celu spowolnienie utraty tlenu w ekosystemach słodkowodnych – bo najwyraźniej ryby też muszą oddychać.

Badanie prowadził prof. Kun Shi z Nankińskiego Instytutu Geografii i Limnologii (NIGLAS) przy Chińskiej Akademii Nauk. Pierwszym autorem był dr Qi Guan, a w projekcie uczestniczył również badacz z Uniwersytetu Tongji. Trzy razy hurra za międzynarodową współpracę przy złych wiadomościach.

Rozpuszczony tlen odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu zdrowych ekosystemów rzecznych. Wspiera organizmy wodne, pomaga zachować bioróżnorodność i wpływa na ważne procesy biogeochemiczne. Gdy poziom tlenu spada, stan rzek może się pogorszyć, zagrażając rybom i innym gatunkom słodkowodnym. Innymi słowy, woda bez tlenu to tylko mokra pustka.

Aby zbadać, jak zmieniał się poziom tlenu w rzekach na przestrzeni czasu, naukowcy użyli algorytmu uczenia maszynowego do analizy obserwacji z 21 439 odcinków rzek na całym świecie, zebranych przez prawie cztery dekady (1985–2023). Ich analiza ujawniła wyraźny globalny trend. Poziom tlenu w rzekach spadał średnio o -0,045 mg L-1 na dekadę, a 78,8% rzek objętych badaniem wykazywało oznaki odtlenienia. Sporo rzek wstrzymuje oddech.

Najsilniejszą utratę tlenu zaobserwowano w tropikalnych rzekach położonych między 20°S a 20°N, w tym w rzekach Indii. Wynik ten zaskoczył badaczy, ponieważ wcześniej spodziewano się, że największe ryzyko odtlenienia dotyczy rzek na wyższych szerokościach geograficznych, gdzie ocieplenie jest często bardziej intensywne. Zamiast tego badanie wykazało, że tropikalne rzeki już mają niższe stężenie tlenu, co czyni je szczególnie podatnymi na dalszy spadek. W połączeniu z szybszym tempem odtleniania warunki te zwiększają prawdopodobieństwo hipoksji, gdy tlenu jest zbyt mało, by podtrzymać wiele form życia wodnego. Tak więc tropikalne ryby, zacznijcie ćwiczyć miny wstrzymujące oddech.

Naukowcy zbadali również, jak wzorce przepływu rzek i spiętrzenia zapór wpływają na spadek tlenu. Zarówno warunki niskiego, jak i wysokiego przepływu wydawały się częściowo zmniejszać odtlenienie w porównaniu z normalnym przepływem. Rzeki o niskim przepływie miały o 18,6% niższe tempo odtlenienia, podczas gdy wysokie przepływy wiązały się z 7,0% niższym tempem. Zatem strefa Złotowłosej dla przepływu rzeki to najwyraźniej skrajności – niski lub wysoki, byle nie średni.

Piętrzenie zapór dawało różne efekty w zależności od głębokości zbiornika. W płytkich zbiornikach piętrzenie przyspieszało utratę tlenu. W głębszych zbiornikach pomagało jednak zmniejszyć odtlenienie w obszarze spiętrzenia. Okazuje się, że głębokość ma znaczenie, nawet dla tlenu.

Dalsza analiza wykazała, że spadek rozpuszczalności tlenu spowodowany ociepleniem klimatu był głównym czynnikiem globalnego spadku tlenu, odpowiadając za 62,7% obserwowanych zmian. Metabolizm ekosystemu, na który wpływają takie czynniki jak temperatura, światło i przepływ wody, przyczynił się do 12% odtlenienia. Zespół zbadał również rolę fal upałów. Ich wyniki pokazały, że fale upałów odpowiadały za 22,7% globalnego odtlenienia rzek. Fale upałów zwiększyły tempo odtlenienia o 0,01 mg L-1 na dekadę w porównaniu z warunkami przy średnich temperaturach klimatologicznych. Tak więc fale upałów są zasadniczo najgorszym wrogiem rzek – i nawet się nie starają.

Ogólnie wyniki podkreślają rosnący wpływ ocieplenia klimatu na płynące ekosystemy słodkowodne, znane również jako ekosystemy lotyczne. Naukowcy twierdzą, że tropikalne rzeki powinny być traktowane jako priorytet w działaniach łagodzących mających na celu zapobieganie pogłębiającemu się wyczerpaniu tlenu. Badanie dostarcza również podstaw naukowych dla