Хотя пресной водой является менее одного процента всей воды в мире, мы пьем ее и используем в сельском хозяйстве. Другими словами, это жизненно важно для выживания человека. Исследователи Йоркского университета только что создали общедоступную базу данных о качестве воды почти для 12 000 пресноводных озер по всему миру – почти половина мировых запасов пресной воды – которая поможет ученым контролировать состояние этих озер и управлять им.
В ходе исследования, проведенного докторантом факультета естественных наук Алессандро Филаццола и магистрантом Октавией Махдиян, были собраны данные по озерам в 72 странах, от Антарктиды до США и Канады. Сотни озер находятся в Онтарио.
«Эта база данных может использоваться учеными, чтобы ответить на вопросы о том, какие озера или регионы могут быть хуже других, как качество воды изменилось с годами и какие факторы экологического стресса являются наиболее важными в изменении качества воды», – говорит Филаццола.
В состав группы входило множество аспирантов и студентов, работающих в лаборатории адъюнкт-профессора Сапны Шармы, в дополнение к сотрудничеству с доцентом Дереком Греем из Университета Уилфрида Лорье, адъюнкт-профессором Кэтрин О’Рейли из государственного университета Иллинойса и адъюнкт-профессором Йоркского университета Роберто. Куинлан.
Исследователи проанализировали 3322 исследования, проведенные еще в 1950-х годах, а также онлайн-хранилища данных для сбора данных об уровнях хлорофилла, обычно используемом маркере для определения состояния озера и экосистемы. Хлорофилл – это показатель количества растительности и водорослей в озерах, известной как первичная продукция, включая инвазивные виды, такие как тысячелистник.
Постдокторант Алессандро Филаццола стоит на берегу озера Дэвид в провинциальном парке Килларни в Онтарио. Предоставлено: Аманда Личнер.
«Человеческая деятельность, потепление климата, сельское хозяйство, городской сток и фосфор от землепользования могут увеличить уровень хлорофилла в озерах. Первичная продукция в большей степени представлена количеством хлорофилла в озере, который оказывает каскадное воздействие на фитопланктон, поедающий водоросли, и рыбу, питающуюся фитопланктоном, и рыбу, которая ест эту рыбу », – говорит Филаццола. «Если хлорофилл слишком низкий, он может иметь каскадные негативные последствия для всей экосистемы, а слишком большое количество может вызвать обильный рост водорослей, что не всегда хорошо».
По словам Шарма, повышение летних температур и усиление солнечной радиации из-за уменьшения облачности в северном полушарии также способствует увеличению содержания хлорофилла, в то время как большее количество штормов, вызванных изменением климата, способствует ухудшению качества воды. «Сельскохозяйственные районы и городские водосборы в большей степени связаны с ухудшением качества воды из-за количества поступающих в эти озера питательных веществ».
Исследователи также собрали данные об уровнях фосфора и азота, которые часто являются предиктором хлорофилла, а также о характеристиках озер, переменных землепользования и климатических данных для каждого озера. Пресноводные озера особенно уязвимы к изменениям уровня питательных веществ, климата, землепользования и загрязнения.
«Помимо питьевой воды, пресная вода важна для транспорта, сельского хозяйства и отдыха, а также обеспечивает среду обитания более чем 100 000 видов беспозвоночных, насекомых, животных и растений», – говорит Шарма. «База данных может быть использована для улучшения нашего понимания того, как уровни хлорофилла реагируют на глобальные изменения окружающей среды, и она обеспечивает базовые сравнения для менеджеров по охране окружающей среды, ответственных за поддержание качества воды в озерах».
Закат над озером Баундэри в провинциальном парке Килларни в Онтарио. Предоставлено: Аманда Личнер.
Исследователи начали изучать только озера Онтарио, но быстро расширили его до глобальных масштабов, поскольку, хотя в Онтарио есть тысячи озер, многие данные не так легко доступны, как в других регионах мира.
«Создание этой базы данных – это подвиг, который обычно достигается только очень большими командами с миллионами долларов, а не одной лабораторией с несколькими небольшими грантами, поэтому я особенно горжусь этим исследованием», – говорит Шарма.
Исследование опубликовано в журнале Nature’s. Научные данные журнал.
Ссылка: 22 сентября 2020 г., Научные данные.
DOI: 10.1038 / s41597-020-00648-2
