Водные экосистемы и климатические изменения

Критические воздействия, вызванные изменением климата — изменения температуры, количества осадков и уровня моря, — будут иметь последствия, которые повлекут за собой не только изменения водных экосистем, но и повлияют на возможности водоснабжения.

Наводнение — часто последствие критической и неудачной синхронизации различных показателей, как, например, задержка снеготаяния в комбинации с мощным снежным покровом и ранними летними дождями или большое количество осадков в сочетании с предшествующей высокой влажностью. Тепловой эффект может привести к росту количества зимних осадков и опасности наводнений, а также к более раннему снеготаянию и, возможно, росту летних засух. Поскольку рост суммарного годового количества осадков возможно придется на меньшее количество дней, то частота интенсивности наводнений может возрасти¹. Снег играет значительную роль во многих случаях, связанных с наводнениями. Среди экстремальных мнений был прогноз, что потепление на 5 °C должно привести к таянию ледникового щита Новой Земли в течение 130 лет, с последовательным повышением уровня моря на 2 см. В связи с предсказанным потеплением климата в Северной Европе, к 2050 г. сезон ледостава на Балтийском море должен сократиться до одного месяца. Суммарное количество выпавшего снега и величины теплоемкости океана играют основную роль в ледовой обстановке Охотского моря.

Изменения климата в северных широтах, вероятно, будут иметь отрицательное воздействие на водную флору и фауну. Эти области обширных болот, которые очень подвержены влиянию атмосферы и которые являются средой обитания для многих птиц и других видов. Отступание вечной мерзлоты должно существенно изменить местный гидрологический режим. Возможно, изменения уровня моря повлияют на внутреннюю навигацию, будут угрожать рыбным промыслам и экологической устойчивости озер^[1][2].

Изменения климата могут воздействовать на качество вод и биоразнообразие. С одной стороны, увеличение температуры воды приводит к возрастанию уровня аммония, с другой — к уменьшению растворенного кислорода, особенно в сухие и теплые периоды. Это увеличит риск загрязнения рек.

Ожидаемые повышение температуры и уменьшение осадков приведут к возрастающему спросу на водопотребление и на орошение в областях, которые уже страдают от засухи. Дополнительное увеличение водопотребления ожидается также из-за прироста населения и экономического развития. Во многих странах последние два показателя считаются значительно важнее, чем последствия изменения климата.

Увеличение стока из-за снеготаяния и повышения температур вместе с возрастающим количеством осадков может увеличить запасы подземных вод и, в свою очередь, поднять уровень грунтовых вод и уменьшить зону аэрации. Это повлияет на сельское хозяйство и может привести к расширению болотных массивов. В береговых зонах ожидаемое повышение уровня моря может быть причиной возрастающей концентрации солей в грунтовых водах. Это повлияет на качество питьевых вод и может повредить сельскохозяйственной продукции¹.

В результате глобального потепления возросло количество пыли в атмосфере, что приводит к увеличению количества осадков. Более теплые температуры поверхности моря в следующем столетии вызовут более частые и более интенсивные тропические циклоны. Повышение уровня моря может вызвать изменения в конфигурации береговой линии, распределении глубин прибрежной зоны моря и во взаимодействии в системе «эстуарий—река». Это может также вызвать постепенные изменения приливно-отливных циклов и прибрежных зон при прохождении штормов. Изменение глубин в Северном Ледовитом океане может изменить местоположение фронтов плотности, а также области распространения и границ ледовых нолей, что может, в свою очередь, существенно повлиять на прибрежное рыболовство.

Когда ураган или тайфун приближается к прибрежной зоне, уровень моря может повышаться выше обычного уровня. Если средний уровень моря повысился, штормовая волна вызывает дополнительный ущерб, причиненный паводком. Одна из причин этого — более высокий уровень моря приближает зону разрушения волн к береговой линии, которая таким образом увеличит силу прибоя на берегу и на любых прибрежных плотинах. Для незащищенного побережья повышающийся уровень моря имеет тенденцию переносить зону разрушения волны далее вглубь континента, вызывая более сильную эрозию пляжей, поэтому необходима дополнительная защита в виде плотины и т. д. Для городов, расположенных вблизи устьевых областей рек (например, для Нью-Йорка, Лондона, Шанхая), штормовая волна приведет к наводнениям, так как пойдет вверх по течению, где встретит волну от наводнения вниз по течению. Повышение уровня моря повысит уровень системы дренажа ливневого коллектора города и системы общей канализации^[3][4].

Повышение уровня моря может вызвать другие последствия в прибрежных зонах:

• • изменения в распространении прибрежных зон мелководий;
• • изменения высот прибрежных волн, местоположения мелководной зоны;
• • изменения взаимодействия в контактной зоне прибрежье/эстуарий типа распределения солености, дисперсии загрязнения;
• • изменения морских экосистем в приливно-отливной зоне;
• • изменения течений прибрежной зоны моря провоцируют потенциальные изменения методов рыболовства;
• • модификации проектируемых параметров технических проектов по борьбе с наводнениями и плотины;

• • помощь в прибрежном городском планировании развития долгосрочного морфологического изменения и береговой линии;
• • изменения видового разнообразия и населения прибрежных экосистем.

В результате глобального потепления уровень моря, вероятно, повысится на большинстве прибрежных зон. Более теплые температуры поверхности моря вызовут более частые и более интенсивные тропические циклоны, а значит, более высокий риск наводнений в прибрежных областях. В более мелких областях прибрежной зоны моря повышение уровня моря также изменяет распределение глубины. Поскольку распространение водных масс в прибрежной зоне зависит от батиметрии (характера глубин), приливно-отливных и других течений, изменится механизм транспорта наносов прибрежной зоны моря¹.

Механизмы, описанные выше, могут иметь отдаленные последствия в отношении движения загрязнения, направления транспорта наносов и экологии прибрежной зоны моря.

Температура — критический фактор в определении видового разнообразия поверхностных вод. Даже незначительные увеличения или уменьшения температуры могут спровоцировать существенные изменения в метаболических процессах у организмов, общей продуктивности экосистем, выживании гидробионтов. Таким образом, увеличение температуры изменит географическое распределение видов гидробионтов, так же как фундаментальных экологических процессов^[5][2].

В то время как морские виды попытаются приспособиться, мигрируя в более подходящую естественную среду, в пресных водах, где распределение физически ограничено в пределах отдельных водотоков или водоемов, возможность миграции ограничена. В больших речных системах, где есть возможность перемещения к северу, миграция выполнима, но может быть ограничена или предотвращена изменением потенциальных перелетных коридоров в результате вмешательства человека или загрязнением. Конечный результат увеличения температуры приведет к изменениям видового разнообразия и структуры сообщества на местном уровне, с увеличивающейся вероятностью исчезновения видов и потери биологической вариативности^[7].

Изменение климата отразится на гидрологических характеристиках поверхностных вод, вследствие изменений сезонного характера распределения количества осадков и поверхностного стока. Это повлияет на водность рек и насыщение водоносных горизонтов подземных вод, сокращая водные ресурсы, что приведет к затруднению в обеспечении нормального водоснабжения. Потеря зимнего снежного покрова также значительно сократит главный источник питания грунтовых вод и весеннего стока, приводя к понижению уровней воды в ручьях, реках, озерах и водно-болотных угодьях, что неблагоприятно отразится на видовом разнообразии в течение вегетационного периода. Изменение режима стока в реках повлияет на видовой состав гидробионтов и их производительность, так как видовой состав изменяется в зависимости от их способности справиться также с частотой, продолжительностью и величиной чрезвычайных событий: ливней, наводнений и засухи. Особенно ранимы холодноводные разновидности рыб, типа лосося и форелей, которые, как ожидают, исчезнут из обширных областей континента, когда температуры воды превысят пределы их тепловой выносливости. Рыбы, которые предпочитают более теплую воду, с увеличением температур расширят свои ареалы. Вероятно, что диапазон распространения холодноводных видов расширится к северу или они поднимутся в более высокие горные области, где в настоящее время очень холодный климат препятствует их присутствию.

• [1] См.: Данилов-Данилъяп В. И., Лосев К. С. Потребление воды: экологический, экономический, социальный и политический аспекты.
• [2] См.: Петров К. М. Геоэкология.
• [3] См.: Одум Ю. Экология.
• [4] См.: Там же.
• [5] См.: Одум Ю. Экология
• [6] См.: Петров К. М. Геоэкология.
• [7] См.: Глазачев С. //., Косоножкин В. И. Экология. Аудиторный практикум.