«Цветущий» водоём. Водоросли Чёрного моря угрожают бархатному сезону

Группа учёных завершила многолетнее исследование Чёрного моря. Работа, опубликованная в журнале Progress in Oceanography, анализирует 25-летний период спутниковых наблюдений и опровергает научные представления, господствовавшие последние десятилетия. Об исследовании сообщает Минобрнауки РФ.

Виновата «Зелёная революция»

Проблема массового размножения морских водорослей, так называемых «цветений», приобрела глобальные масштабы приблизительно с 1970-х годов. В результате «Зелёной революции» в сельском хозяйстве повсеместно стали использовать минеральные удобрения. Они попадали в речные стоки и поступали в огромных количествах в моря.

Для Чёрного моря последствия оказались катастрофическими: в конце 1980-х — начале 1990-х годов произошёл экологический коллапс, запасы промысловых рыб хамсы и шпрота резко упали, на обширных участках шельфа исчезли донные организмы, разрушились уникальные морские экосистемы.

«В принципе, «цветение» водорослей является естественным процессом, известным с древних времён, и это явление не доставляло особых беспокойств человечеству. Но приблизительно с начала 70-х годов прошлого столетия в Чёрное море стало поступать не просто большое, а огромное количество питательных веществ для водорослей — фосфатов и нитратов. Естественно, это привело к значительному росту частоты и интенсивности «цветений» водорослей, и с этого момента они стали проблемой для человека», — объясняет руководитель исследования, старший научный сотрудник Морского гидрофизического института РАН, доктор биологических наук Олег Юнев.

До недавнего времени изучение этого явления в глубоководной части Черного моря было крайне затруднено — корабельные экспедиции редки и не могут охватить всю акваторию, а вероятность случайно зафиксировать кратковременные «цветения» практически равна нулю. Выходом стало использование спутниковых данных, позволяющих следить за концентрацией хлорофилла-а — зелёного пигмента водорослей, который традиционно считался приемлемым индикатором их биомассы.

На основе этих данных в последние десятилетия сформировалось устойчивое представление о том, что в глубоководной части Чёрного моря происходят два характерных «цветения». Основное бывает в феврале-марте, менее выраженное — в ноябре.

Биомасса водорослей в сентябре увеличивается в три раза

Но оказалось, что концентрация хлорофилла-а не всегда является индикатором реальной биомассы водорослей. Соотношение между массой фитопланктона и содержанием этого пигмента сильно меняется в зависимости от сезона, видового состава, освещённости и доступности питательных веществ. Зимой это соотношение в Чёрном море может быть в 3-6 раз ниже, чем летом.

Чтобы получить истинную картину, исследователи впервые конвертировали многолетние спутниковые данные по хлорофиллу-а в биомассу фитопланктона, используя сезонные коэффициенты пересчёта. Они были получены из натурных измерений. Кроме того, была применена специальная компьютерная программа, разработанная датским учёным Якобом Карстенсеном — она позволяет статистически обоснованно выделять случаи «цветений» из общего массива данных.

Результаты впечатлили учёных: оказывается, пик биомассы фитопланктона и его «цветения» приходится не на зиму и весну, как считали раньше, а на сентябрь. В это время, когда на курортах наступает бархатный сезон, биомасса водорослей увеличивается в три раза. «Цветения» регулярно происходят с августа по ноябрь.

Новые данные позволили пересмотреть и механизмы, способствующие «цветениям». Выяснилось, что причина — в уникальных (среди морского фитопланктона) свойствах крупных диатомовых водорослей, преобладающих в глубоководной части Черного моря в летне-осенние месяцы. Эти микроорганизмы способны накапливать нитраты на глубинах и возвращаться в освещённый поверхностный слой, где и происходит их интенсивное развитие («цветение»).

Из-за потепления сформировался новый режим

Исследование также показало, как кардинально изменилась экосистема Чёрного моря за последние 60 лет. До 1970-х годов биомасса фитопланктона в глубоководной части моря была круглый год низкой и «цветений» водорослей в поверхностном слое не было. Затем в регионе похолодало, и наблюдались как осенние, так и зимне-весенние «цветения». В современный период поступление биогенных веществ в море с берега снизилось, а климат стал теплеть — в результате сформировался новый режим, только с осенними «цветениями».

Результаты проведённого исследования важны для мониторинга состояния морских экосистем, прогнозирования изменений в условиях продолжающегося потепления климата и правильной интерпретации спутниковых данных. Методология может быть применена для изучения других морских регионов, где спутниковые наблюдения являются основным источником информации о состоянии фитопланктона.

Теперь учёные хотят разработать алгоритмы для прямого определения биомассы фитопланктона по спутниковым данным. Это позволит существенно повысить точность экологического мониторинга и лучше понять, как реагируют морские экосистемы на глобальные изменения окружающей среды.

Источник: https://aif.ru/society/nature/-cvetushchiy-vodoyom-vodorosli-chyornogo-morya-ugrozhayut-barhatnomu-sezonu