Водные растения важны для экосистемы, но требуют грамотного управления

Погруженные макрофиты сокращаются во многих мелководных озёрах мира, уступая место водорослям и свободноплавающим растениям. Однако наблюдается и обратная тенденция: в водоёмах с улучшенным качеством воды всё чаще происходит массовое разрастание водных растений. Поскольку эти растения выполняют множество важных экосистемных функций, необходим тщательный менеджмент.

Макрофиты — крупные водные растения, видимые невооружённым глазом, — являются важной средой обитания для множества организмов и способствуют самоочищению водоёмов. Если эта растительность исчезнет, а водоросли и плавающие растения будут разрастаться, это приведёт к увеличению выбросов парниковых газов.

Стресс-факторы для погруженных растений

Известно, что рост водорослей и мутность воды играют важную роль в сокращении макрофитов, так как растениям с корнями на дне нужен солнечный свет для фотосинтеза. Но важны и другие стрессоры.

В сельскохозяйственных ландшафтах это, прежде всего, различные пестициды в сочетании с питательными веществами. Исследовательская группа из Франции, UFZ Лейпциг и LMU Мюнхен изучила в лаборатории и в 600-литровых мезокосмах влияние коктейля из гербицида, инсектицида, фунгицида и нитрата, а также дополнительного стресса от потепления на 3–4 °C, на водные растения и животных.

Другая группа под руководством Китайской академии наук в Ухане исследовала индивидуальное и комбинированное влияние потепления, питательных веществ и пестицида глифосата на рост водорослей и двух видов водных растений в 48 мезокосмах по 2500 литров.

Результаты обоих проектов ясно показывают, что рост водных растений угнетается, особенно когда несколько исследуемых стресс-факторов действуют вместе. Постоянное потепление часто усиливало эффект коктейля пестицидов и питательных веществ. Частые волны жары оказывают ещё более разрушительное действие, чем постоянное потепление. Таким образом, существует повышенный риск исчезновения водных растений из мелководных водоёмов, особенно в сельскохозяйственных ландшафтах.

Смена типа растительности ведёт к росту выбросов метана

Питательные вещества также представляют угрозу для удалённых, ранее чистых озёр. В последнее время в таких водоёмах наблюдается увеличение цветения нитчатых водорослей — необычное явление для бедных питательными веществами озёр.

Нитчатые водоросли, собирательный термин для различных видов водорослей нитевидной формы, имеют более высокие потребности в питательных веществах, особенно в нитратах и аммонии. И действительно, поступление питательных веществ в несколько бывших чистыми, бедных озёр увеличилось в последние годы. Один из примеров — озеро Байкал в Сибири, где биомасса нитчатых водорослей увеличилась в пять раз за последние десять лет. Причинами могут быть поступления азота и фосфора из неочищенных сточных вод и лесных пожаров.

Массовое развитие водных растений летом

Однако летом также можно наблюдать массовое развитие водных растений в стоячих и проточных водоёмах по всей Европе. Причина: "Макрофиты исчезали на протяжении десятилетий из-за чрезмерного поступления питательных веществ, а теперь растут по мере улучшения качества воды и снижения их поступления".

С экологической точки зрения это положительное развитие:

• Влияют на круговорот питательных веществ и взаимодействуют с другими водными организмами.
• Связывают CO₂, который может дольше храниться в осадке.
• Поглощают избыток фосфора и азота, выделяют кислород, улучшая аэрацию воды и осадка.
• Уменьшают мутность и предотвращают взмучивание осадка.
• Способствуют биоразнообразию, создавая среду обитания для водорослей, бактерий, зообентоса, рыб и водоплавающих птиц.

Поэтому с точки зрения водной экологии преимущества для природы часто перевешивают недостатки даже в случае массового развития. Недостатки возникают в основном для человеческого использования и безопасности, особенно в проточных водах: заросли макрофитов могут снижать скорость течения, повышая уровень воды в реке и уровень грунтовых вод на прилегающих территориях.

Водные растения часто считают помехой

Более 70% респондентов в Германии, Франции, Норвегии и ЮАР находят макрофиты мешающими для плавания, катания на лодках, рыбалки, наблюдения за птицами и биоразнообразием. Местные жители воспринимали водные растения как значительно более проблемные, чем посетители. Экологическая сознательность респондентов не влияла на восприятие помехи.

Скашивание или удаление растений несёт экологические риски

Для водопользователей балансировать между защитой хорошего экологического состояния и различными интересами человека может быть сложно. Если решено бороться с макрофитами, чаще всего выбирают скашивание или удаление.

Хотя скашивание в краткосрочной перспективе создаёт пространство для рекреации или увеличивает сток, этот процесс:

• Очень дорогой.
• Может привести к распространению растений за счёт фрагментов.
• У некоторых видов может даже стимулировать рост.
• Неселективен: быстро сокращает редкие виды растений, разрушает места обитания и убивает множество существ.
• Может привести к взмучиванию частиц и усилению кислородного голодания.

Исследование "до-после" на пяти участках в Европе и Африке показало, что удаление макрофитов негативно влияет на биоразнообразие, в частности, на сообщества зоопланктона и макробеспозвоночных. Сообщества фитопланктона, напротив, реагировали положительно.

"Скашивание, таким образом, создаёт риски для биоразнообразия и иногда может даже привести к переходу водоёма в мутное, доминируемое фитопланктоном состояние, которое поддерживает значительно меньше экосистемных функций и менее привлекательно для многих видов использования".

Экологическая ценность водных растений часто упускается из виду в общественных дебатах. В будущем экономические, экологические и социальные аспекты должны в равной степени учитываться при анализе и планировании мер. Если необходимо сократить заросли, предпочтительнее принимать устойчивые меры, такие как дальнейшее сокращение поступления питательных веществ или посадка прибрежных деревьев.

Пример успеха: харовые водоросли возвращаются в Мюггельзее

Берлинское озеро Мюггельзее — хороший пример реколонизации водными растениями. Харовые водоросли наконец вернулись в это озеро после длительного отсутствия.

Увеличение поступления питательных веществ с конца XIX века и массивные сбросы с 1970-х годов привели к практически полной потере погруженной растительности в Мюггельзее из-за высокой мутности воды. Растения начали медленно появляться снова с 1990-х годов после значительного сокращения поступления питательных веществ. Примерно с 2011 года мутность в Мюггельзее снизилась ещё больше из-за влияния вселившейся в озеро дрейссены. Подводная флора теперь присутствует на глубине 3–4 метра, образуя очень густые заросли, а видовое богатство значительно возросло.

Харовые водоросли и другие низкорослые виды последний раз наблюдались в Мюггельзее более века назад. Теперь, после 20 лет интенсивного картирования и подводных съёмок, обнаружены три вида этой желательной погруженной растительности: Chara globularis, Nitellopsis obtusa и Nitella spec.

Харовые водоросли — явный индикатор более низких концентраций питательных веществ и более чистых вод. Помимо всех упомянутых положительных эффектов, они не мешают рекреации, так как не вырастают до поверхности воды. Остаётся увидеть, смогут ли они создать крупные популяции в ближайшие годы.