Пресная вода воспринимается людьми как должное, поэтому забота о ее сохранении отходит на второй план. Пресноводные водоемы действительно малочисленнее, чем океаны и моря вместе взятые: всего в 3% земной воды нет высокого содержания солей. От этого меньшинства зависит жизнь миллиардного населения планеты, растущего на фоне сохраняющегося количества воды. Ее не становится больше или меньше, но важно не только количество.
Качество пресной воды должно тревожить людей не меньше, чем ее недостаток. По данным Организации по охране природы, более половины из 500 важнейших рек мира уже загрязнены. Вода из этих резервуаров могла бы стать ресурсом для миллионов людей, но из-за уровня отходов ее нельзя использовать.
Одна шестая населения Земли не имеет прямого доступа к водному ресурсу, а Агентство США по международному развитию предсказывает, что к 2025 году ситуация ухудшится: вода будет доступна лишь одной трети человечества. Это будущая катастрофа всего человечества, но катаклизм для других форм жизни уже начался. В разных видах пресноводных резервуаров живет 17,4 тыс. видов, и для них качество воды важно не меньше, чем людям.
Парадокс разнообразия: большая часть водных организмов обитает в пресной воде. Объем океанов, при этом почти в 1000 раз превосходит объем рек и пресных озер. Если описывать в цифрах — 50,7% водных организмов обитает в 0,009% воды.
Меловой биоценотический кризис разнообразия живых организмов начался примерно 135 млн лет назад и закончился вымиранием динозавров. Это был последний крупный период вымирания живых организмов на Земле, а нового не случалось вплоть до наших дней. Некоторые исследователи считают, что следующий такой кризис начнется в эпоху антропоцена из-за глобального изменения климата и людей в частности. Делать пессимистичные прогнозы рано, но у ученых есть основания для тревоги.
Красочный пресный мир: разнообразие видов
Фонд биологического разнообразия составляется из организмов, живущих во всех типах пресноводных водоемов. Классификация резервуаров делит их на реки, озера, пруды, небольшие пруды и искусственные водохранилища. Тип воды разнится в зависимости от того, застаивается ли она в водоемах или постоянно перетекает из одного места в другое.
Обитатели водоемов тоже разделяются на несколько групп. Это перифитоны, бентосы, нектоны, планктоны и нейстоны. Перифитоны паразитируют на мертвых и живых обитателях дна, находя укрытие в иле или среди водорослей. Активно плавающие и в основном крупные создания — нектоны, в числе которых большинство рыб, земноводные и насекомые. Представители бентосов живут на глубине: черви, моллюски, некоторые рыбы — пескарь, стерлядь и налим, которые предпочитают нижние слои пресноводных водоемов. Планктоны, неспособные противостоять течению, дрейфуют в воде, а нейстоны скользя по глади — это водомерки, клопы-гладыши и жуки-вертячки.
Биоиндикация — оценка воздействия человека на водоем по реакции его жителей на внешнюю среду. Биоиндикаторами становятся обитатели исследуемых резервуаров, сменяющие друг друга в зависимости от качества воды. В загрязненных водоемах, например, живут пиявки и прудовики, в то время как в чистых водах их заменяют вислокрылки и поденки.
Не все водоемы проходят проверку, но о состоянии воды можно судить и по внешним признакам: цветению, цвету воды и ее вязкости. Еще один хороший показатель — исчезающие виды и мертвая рыба. За последнее десятилетие более 20% от десяти тысяч известных видов пресноводных рыб либо вымерли, либо оказались на грани исчезновения. Маргерит Ксенопулос, биолог из Трентского университета в Онтарио, считает: «Цифры — тревожный звонок, и нам срочно нужно принять меры для сохранения пресных экосистем».
Глобальный индекс живой планеты формируется из данных о популяциях позвоночных и динамике численности. ИЖП для пресноводных популяций снизился на 81% c 1970 года: уровень опасности измерим.
Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, сообщает о постепенном исчезновении европейского речного моллюска. Этот представитель двустворчатых живет примерно 200 лет и обитает в пресных реках Европы. Экологи отметили резкое сокращение популяции раковин в местах привычного обитания. Для того, чтобы исследовать причины вымирания, ученые собрали образцы из полусотни рек Европы, а также изучили экземпляры раковин из музеев естествознания — коллекции собирали ещё в XIX веке. Причина уменьшения популяции оказалась тривиальной, но от того не менее драматичной.
Глобальное потепление и навязчивые люди
Факторы, меняющие пресноводные экосистемы, взаимосвязаны и сводятся к сути антропоцена. Без человеческого воздействия темпы вымирания организмов могли бы быть не такими быстрыми. Тем не менее сегодня обитатели рек и озер вынуждены адаптироваться к постепенному повышению температуры воды и постоянному изменению ее химического состава.
В случае европейского моллюска критическим оказалось повышение температуры окружающей среды. Для этого вида характерно географическое изменение отношения ширины к длине — выпуклости. Ученые обнаружили, что раньше этот показатель был одинаковым для всех, южных и северных, моллюсков. Сегодня ситуация такова: чем холоднее вода в реке, тем меньше выпуклость на раковине. Холодное начало XX века было куда более комфортным, чем нынешняя тенденция к глобальному потеплению. Теплая вода ускоряет метаболизм и рост раковин, поэтому смертность личинок и юных особей снижает общий срок жизни популяции.
Потепление меняет не только моллюсков, но и среду их обитания. В реках становится больше водорослей, они чаще выходят из берегов. Пессимистичные прогнозы пророчат вымирание европейских моллюсков. Жемчужницы могут выжить лишь в высокогорных ледяных реках, где температура пока остается прежней.
Вторая причина постепенного вымирания пресноводных организмов — антропогенное воздействие, и, в частности, результаты индустриализации. Эксплуатация водных ресурсов рек и озер промышленными предприятиями приводит к масштабному загрязнению ближайших вод. Хотя технологии снижают количество отходов, новые очистные сооружения вводятся на меньшинстве предприятий. Ежегодное использование примерно 30 млрд кубометров воды на выходе дает 700 млн кубометров сточных вод. Распад химических отходов в водах занимает годы, за которые вещества проникают в грунтовые воды и распространяются по близлежащим водоемам.
Вред приносят не только промышленные отходы. Самый дешевый способ производства электроэнергии — гидроэнергетика. Это источник возобновляемой энергии, берущий ресурс от дождей и снега. Инженеры легко контролируют объемы перегоняемой воды, а водохранилища имеют не только стратегическое, но и общественное значение — это хорошие варианты зимних катков или искусственных водоемов.
Плотины и гидростанции приносят не только пользу, но и наносят ущерб природе. Искусственное изменение течения рек, удержание или ускорение воды приводит к смене направления движения рыб. Лосось, например, плывет на нерест вверх по течению с помощью рыбных лестниц, но плотины или электростанции могут быть серьезным препятствием, буквально запрещающими размножение.
Рыбная лестница — специализированные водные сооружения, разновысотные запруды от 50 до 500 метров. Такие пороги обеспечивают естественную миграцию рыб вверх и вниз по реке.
Исследование BioSciences показало, что гидроэлектростанции снижают уровень кислорода: в воде повышается количество метана и углекислого газа. Рыбы не всегда удачно адаптируются к повышению температуры, и, кроме того, задыхаются от недостатка кислорода.
Оксана Никитина, координатор проектов по сохранению водных экосистем WWF России, комментирует массовую постройку сооружений, использующих энергию рек: «Водные обитатели эволюционно приспособлены к естественной динамике водного режима, которая определяет время их размножения, миграции, нагула. Нарушение режима приводит к сбоям жизненных циклов. Если река не изолирована от окружающей местности плотинами и дамбами и сохраняет естественный водный режим, ее называют свободно текущей. Возведение плотин привело к резкому уменьшению числа свободно текущих рек: в мире построено уже более 50 000 крупных плотин».
Еще одна «человеческая» угроза — браконьерство. Ненормированный отлов рыб и других обитателей пресноводных водоемов разрушает экосистемы. Квота на отлов обычно устанавливается федеральными властями: при высчитывании учитывается сезон, численность популяций, тенденции увеличения или уменьшения. Например, в один год из водоема можно выловить шесть форелей и только три в следующем. Конечно, уловы браконьеров редко соответствуют установленным нормам.
Как справиться с кризисом пресноводных водоемов?
Сегодня ученые вырабатывают понимание функций каждого элемента биосистемы каждого отдельного водоема. Пока определение роли любого организма, обитающего в конкретном озере, осложняется уникальностью условий окружающей среды. В отличие от крупных соленых водоемов, частные случаи экосистем озер и рек могут серьезно отличаться друг от друга. Единственное, что остается неизменным — важность жизни, обитающей в воде. Из-за этого методики спасения видов эффективны точечно, но не в масштабе всех пресноводных водоемов. Ситуация требует изменения внешних, а не внутренних условий.
Кризис пресноводного разнообразия не закончится в одночасье, но это не значит, что можно опустить руки и прекращения острого этапа. Сейчас люди могут ограничить строительство дамб, создать больше охраняемых пресноводных угодий и сократить промышленный и персональный водозабор. Кстати, любой может узнать, сколько воды он тратит ежедневно — нужно воспользоваться специальным калькулятором.
Предприятия могут собирать специальные насосы для откачки стоковых отходов. Они позволяют очищать русла от отложений с помощью землечерпательных ковшей и взмучивающих струй. Настройки создаются для каждого водоема отдельно: учитывают характер донных отложений, гидравлическое сопротивление русла, факторы размыва.
Особенно важно снизить количество возводимых плотин. «Для сохранения водных экосистем важно изначально защитить особо ценные участки речных бассейнов от возможного строительства плотин. Нужно не допускать строительства тех плотин, которые спроектированы без должного учета их воздействия на экосистемы. Если строительства всё же не избежать, то следует выбирать те плотины, расположение которых оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду в сравнении с другими вариантами», — добавляет Оксана Никитина.
Пресные воды — не второстепенная забота человечества, но важный компонент общего экологического баланса. Обыватель, который осознает важность сохранения водоемов пресной воды, должен следовать необходимому минимуму рекомендаций по защите окружающей среды и сохранению водных ресурсов. Банальные советы: экономьте воду, сортируйте мусор, отдыхайте в специализированных местах — не пустой звук, а реальная основа для спасения планеты.