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

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. Так что, трижды ура международному сотрудничеству в области плохих новостей.

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 рыб и другие пресноводные виды. Другими словами, вода без кислорода — это просто мокрая пустота.

Чтобы изучить, как уровни кислорода в реках менялись со временем, исследователи использовали алгоритм машинного обучения для анализа наблюдений из 21 439 речных участков по всему миру, собранных за почти четыре десятилетия (1985-2023). Их анализ выявил четкую глобальную тенденцию. Уровень кислорода в реках снижался со средней скоростью -0,045 мг L-1 за десятилетие, и 78,8% рек, включенных в исследование, показали признаки деоксигенации. Это много рек, задерживающих дыхание.

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 уже имеют более низкие концентрации кислорода, что делает их особенно уязвимыми, когда уровень кислорода продолжает падать. В сочетании с более быстрыми темпами деоксигенации эти условия увеличивают вероятность гипоксических событий, когда кислорода становится слишком мало для поддержания многих форм водной жизни. Так что, тропические рыбы, начинайте тренировать свои лица с задержкой дыхания.

Исследователи также изучили, как режимы речного стока и зарегулирование плотинами влияют на снижение уровня кислорода. Как условия низкого, так и высокого стока, по-видимому, частично снижают деоксигенацию по сравнению с условиями нормального стока. Реки в условиях низкого стока имели на 18,6% более низкую скорость деоксигенации, в то время как условия высокого стока были связаны с на 7,0% более низкой скоростью. Так что, зона Златовласки для речного стока, по-видимому, экстремальна — низкий или высокий, только не средний.

Зарегулирование плотинами дало разные эффекты в зависимости от глубины водохранилища. В мелких водохранилищах зарегулирование ускорило потерю кислорода. В более глубоких водохранилищах, однако, это помогло снизить деоксигенацию в зарегулированной зоне. Оказывается, глубина имеет значение, даже для кислорода.

Дальнейший анализ показал, что снижение растворимости кислорода, вызванное потеплением климата, было основной причиной глобального снижения уровня кислорода, составляя 62,7% наблюдаемых изменений. Метаболизм экосистемы, на который влияют такие факторы, как температура, свет и водный поток, внес 12% в деоксигенацию. Команда также исследовала роль тепловых волн. Их результаты показали, что тепловые волны составили 22,7% глобальной деоксигенации рек. Тепловые волны увеличили скорость деоксигенации на 0,01 мг L-1 за десятилетие по сравнению с условиями при средних климатологических температурах. Так что, тепловые волны — это, по сути, злейший враг реки, и они даже не стараются.

В целом, результаты подчеркивают растущее влияние потепления климата на проточные пресноводные экосистемы, также известные как лотические 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 для