Как множественные антропогенные стрессоры совместно нарушают пресноводные пищевые сети

Экосистемы сталкиваются с комбинацией стрессоров, которые могут взаимодействовать сложным образом, приводя к синергетическим (усиливающим) или антагонистическим (ослабляющим) эффектам. Необходимо понимать, как эти взаимодействия влияют на структуру пищевых сетей.

Пресноводные озера и пруды — одни из самых биоразнообразных местообитаний на Земле, и они подвергаются множеству экологических нагрузок, включая изменение климата, загрязнение питательными веществами и пестицидами.

В исследовании, опубликованном в Global Change Biology, команда профессора Сюй Цзюня из Института гидробиологии Китайской академии наук вместе с коллегами из Германии, Великобритании и Швеции показала, что совместное действие потепления, эвтрофикации и инсектицида имидаклоприда может упрощать структуру пищевых сетей, смещать потоки энергии и потенциально дестабилизировать водные экосистемы. Это проливает новый свет на то, как множественные стрессоры взаимодействуют, влияя на пресноводные пищевые сети.

Исследователи провели крупномасштабный мезокосмный эксперимент, моделируя экосистемы субтропических мелководных озёр. В течение десяти месяцев они подвергали 48 экспериментальных систем различным комбинациям стрессоров: потеплению, эвтрофикации и инсектициду имидаклоприду. Они отслеживали изменения во всей пищевой сети — от первичных продуцентов до высших хищников.

Было обнаружено, что каждый стрессор по отдельности влиял на разные компоненты пищевой сети. Потепление значительно снижало биомассу и разнообразие консументов высших трофических уровней, таких как рыбы и креветки, в то время как нагрузка питательными веществами и загрязнение инсектицидом способствовали цветению фитопланктона.

Однако совместные эффекты этих стрессоров оказались более сложными. Потепление и загрязнение инсектицидом проявляли антагонистические взаимодействия: присутствие одного стрессора смягчало эффекты другого. Напротив, нагрузка питательными веществами и загрязнение инсектицидом показали синергетические эффекты, усугубляя негативное воздействие на пищевую сеть.

По мере увеличения числа стрессоров структура пищевой сети упрощалась: уменьшалось количество трофических связей, а поток энергии смещался с донных (бентических) на пелагические пути. Это смещение увеличивало риск смены режима экосистемы, когда прозрачные водоёмы, доминируемые погружёнными растениями, переходят в мутное состояние, доминируемое фитопланктоном. Такие изменения могут иметь глубокие последствия для биоразнообразия и экосистемных услуг.

Это исследование подчёркивает важность учёта множественных стрессоров в природоохранных мероприятиях. Учёные выступают за комплексные, системные стратегии для смягчения воздействия множественных стрессоров на пресноводные экосистемы.