Национальный парк Акадия известен своими прекрасными озерами - и они могут многое рассказать ученым о здоровье окружающей среды. Новое исследование показывает, что правила по сокращению содержания серы в атмосфере, вызванной деятельностью человека, изменили состояние озер в Национальном парке Акадия, хотя изменение климата может замедлить это восстановление.
Исследования 1990-х годов показали, что антропогенное загрязнение атмосферы в 20-м веке привело к закислению озер на востоке Северной Америки, начиная с 1940-х годов. Подкисление озер вызывает уменьшение содержания растворенного органического углерода в озерах, что влияет на экологию озер и делает воду более чистой.
После того как в 1990 году на федеральном уровне были приняты поправки к Закону о чистом воздухе, на северо-востоке Соединенных Штатов произошло значительно меньше атмосферных кислотных отложений с целью восстановления экосистем, таких как озера, которые пострадали от загрязнения. Тем не менее, изменение климата также может повлиять на прозрачность воды в озере, поскольку повышение температуры приводит к образованию и выделению растворенного органического углерода, в то время как сдвиги в осадках, вызванные изменением климата, также могут приводить к увеличению органического вещества.
Исследователи из Университета штата Мэн и Службы национальных парков хотели выяснить, как изменение динамики закисления влияет на экосистемы различных типов озер в штате Мэн. В статье, опубликованной в Journal of Paleolimnology, ученые реконструировали исторические пигментные записи водорослей и диатомовых водорослей - особого типа водорослей с кремнеземной оболочкой, на которые обычно негативно влияет подкисление - из двух озер в Национальном парке Акадия, Иорданского пруда и Сила. Коув пруд.
Несмотря на близость географически, эти два озера очень разные. Иорданский пруд считается озером с «чистой водой» или олиготрофным озером, что означает, что в его водах относительно мало питательных веществ для растений и много кислорода на глубине. Пруд Сил-Коув - это «коричневое» или мезотрофное озеро с умеренным содержанием питательных веществ.
«Восстановление после подкисления частично зависит от прозрачности воды, на которую влияет изменение климата. В Северной Америке, Северной и Центральной Европе наблюдается постоянная тенденция к «побурению» озер. В нескольких исследованиях описаны экологические изменения в озерах с прозрачной и коричневой водой в ответ на уменьшение кислотных отложений и потемнение, и наше палеолимнологическое исследование обеспечивает долгосрочный контекст для интерпретации этих изменений», - говорит Рэйчел Фаулер, координатор биологической лаборатории, которая была главным исследователем проекта. для ее доктора философии. в Институте изменения климата Университета штата Мэн.
Исследователи взяли пробы отложений из самых глубоких частей обоих прудов и проанализировали концентрации различных типов водорослей и то, как они менялись с течением времени. Результаты показали, что водоросли в озерах по-разному реагируют на подкисление с течением времени. Несмотря на их различия, обе экосистемы восстанавливаются, поскольку природоохранные нормы уменьшили количество атмосферной серы в этом районе, и многие виды водорослей вернулись туда, где они когда-то были вытеснены подкислением.
"Важным выводом является то, что это исследование иллюстрирует эффективность поправок к Закону о чистом воздухе. Мы можем видеть признаки восстановления после кислотных отложений с использованием остатков водорослей, сохранившихся в отложениях прудов Джордан и Сил Коув", - говорит Фаулер.
Однако результаты также показали, что озера с чистой водой, такие как пруд Джордан, более чувствительны к потеплению климата, чем озера с коричневой водой, такие как пруд Сил-Коув. Восстановление водорослевой экосистемы в Иорданском пруду происходит медленнее, и ему могут по-прежнему мешать последствия изменения климата.
Цвет и прозрачность озера являются основными регуляторами экологии озера. Они могут изменять физическую и химическую структуру озер, а также влиять на типы и количество водорослей, живущих в озерах. С тенденцией к побурению озер из-за изменения климата и других факторов окружающей среды важно, чтобы мы понимали экологические последствия для озер, которые мы ценим для питьевой воды, отдыха и круглогодичной природной красоты», - говорит Фаулер.
Фаулер провел исследование вместе с Жасмин Сарос, заместителем директора Института изменения климата и профессором Школы биологии и экологии; Кейт Уорнер, доктор философии. в экологии и науках об окружающей среде; и Билл Гоули, биолог из Национального парка Акадия. Исследование частично финансировалось за счет награды Second Century Stewardship от Schoodic Institute в Национальном парке Акадия.