Ученые ИГУ исследовали, как меняющийся климат влияет на состояние Байкала
Ученые научно-исследовательского института биологии Иркутского государственного университета проанализировали последствия изменений климата для водных экосистем, в частности для Байкала. Биологи выступили соавторами научной тематической статьи, опубликованной в авторитетном журнале Nature Climate Change. Об этом 4 июня 2021 года сообщает управление информационной политики ИГУ.
Статья «Изменения климата ведут к широкому распространению сдвигов в озерных термальных местообитаниях» (“Climate change drives widespread shifts in lake thermal habitat”, Kraemer et al., 2021) является масштабным анализом влияния климатических процессов на озерные экосистемы. Подготовил его международный коллектив авторов, представляющий глобальную сеть экологических наблюдений озер GLEON (Global Lake Ecological Observatory Network), в числе авторов — ученые НИИ биологии ИГУ: доктор биологических наук, профессор Максим Тимофеев и доктор биологических наук Евгений Зилов. В статью вошли результаты исследований, ведущихся НИИ биологии ИГУ по проекту долговременного экологического мониторинга озера Байкал «Точка № 1».
Максим Тимофеев подчеркнул, что продвижение и вхождение проекта «Точка № 1» в крупные международные коллаборации и научные сети стало одной из важнейших задач института.
— Начиная с 2017 года материалы с «Точки» ежегодно публикуются в глобальном отчете по климату State of the Climate, издаваемом американским метеорологическим обществом и включающим климатические данные 300 лабораторий из 65 стран мира. Недавно мы установили рабочее взаимодействие с глобальной сетью экологических наблюдений озер GLEON — проектом, объединяющем больше 60 мониторинговых станций в 62 странах на 6 континентах. Результатом этой коллаборации стала серия статей по влиянию планетарных климатических процессов на озерные экосистемы и определению места озера Байкал в этих процессах, — сказал он.
Авторы статьи применили для анализа последствий изменений климата для водных экосистем новый параметр — «изменение термального местообитания». В работе использовано более 32 млн измерений температур в 139 озерах (объем этих озер составляет около 70 % объема всех пресных вод поверхности суши). Это дает возможность количественно оценить изменения термального местообитания и установить — насколько неблагоприятны эти изменения (например, мешают работе экосистемы в целом, развитию организмов, трофическим взаимоотношениям) между двумя временными периодами (отдаленным, взятым за базовый — 1978-1995 гг. и более близким — 1996-2013 гг.).
При исследовании обнаружено 6,2 % изменений термального местообитания между временными периодами. Причем изменения могут возрастать до 19,4 %, если местообитания ограничены по сезонности или глубине. При этом наблюдаются неожиданные температурные парадоксы: так, казалось бы, чем мельче водоем, тем больше на него должны влиять климатические факторы. Однако оказалось, что последствия изменения термального местообитания для мелководных озер значительно меньше и слабее, чем для глубоководных и древних озер. Более того в озерах с большими глубинами описаны разнонаправленные температурные сдвиги: если поверхностные воды, аккумулируя тепло, нагреваются, то глубинные воды, напротив, могут охлаждаться. Происходит это за счет усиления температурной стратификации и ограничения процессов вертикального перемешивания разных слоев.
Также, авторы отмечают, что наиболее высокие уровни изменений термальных местообитаний характерны как раз для озер, для которых свойственны и большое биоразнообразие и значительная степень эндемизма — это такие как японское озеро Бива, африканские озера Танганьика и Виктория и наш Байкал. В работе показано, что именно для этих четырех озер наибольшие риски исчезновения отдельных видов и угрозы масштабной разбалансировки функционирования экосистем.
Ситуация для Байкала осложняется тем, что эндемики, составляющие основу его экосистемы, в большинстве своем виды — высокочувствительные к изменению температуры, приспособившиеся существовать в определенном и часто достаточно узком температурном диапазоне.
В Байкале суточные изменения температуры и освещенности регистрируются только в верхних 50-100 метрах поверхностной воды, сезонные изменения температуры отслеживаются до глубины 250-300 метров, а вся основная толща воды вплоть до полутора километров, до максимальных глубин озера круглый год предоставляет своим обитателям практически постоянные и неизменные условия жизни со стабильной температурой. Однако большие глубины Байкала не являются убежищем для всех его обитателей. Ведь наибольшее разнообразие эндемичных видов в Байкале населяет именно литоральную и сублиторальную зоны (зоны небольших глубин), наиболее подверженные влиянию климатических сдвигов.
Еще большие вопросы возникают и по самим глубоководным обитателям Байкала. Исследователям хорошо известно, что значительная часть уникальной и единственной в мире пресноводной глубоководной фауны озера это эндемики-стенотермы, т.е. виды, способные обитать только в очень узком диапазоне температур. При этом, уже известно, что как повышение, так и понижение температур для этих видов крайне неблагоприятны, даже если речь идет сдвигах в доли градусов.
Учитывая отсутствие каких-либо аналогов и крайне слабую изученность глубоководной фауны Байкала, крайне трудно спрогнозировать то, как обитатели этих зон будут реагировать на малейшие отклонения в температуре среды их обитания.
Проведенные работы ставят множество новых вопросов перед исследователями. Однако совершенно очевидно, что Байкал находится в зоне особого климатического риска, и если мы хотим сохранить исключительное биоразнообразие нашего уникального озера, то любые природоохранные мероприятия должны учитывать факторы глобальных климатических сдвигов.
— Публикация статьи, соавторами которой выступают ученые НИИ биологии ИГУ, в таком авторитетном журнале как Nature Climate Change — это не только показатель высокого уровня исследований. Для нас это, также, является еще одним подтверждением правильной расстановки приоритетов развития Иркутского государственного университета и верного выбора направления для участия в федеральной программе академического лидерства «Приоритет 2030», направленной на поддержку вузов, — отметил проректор по научной работе и международной деятельности Константин Григоричев.
