Новые стратегии управления реками необходимы для поддержания запасов воды и предотвращения крупных катастроф в популяциях водных организмов, утверждают исследователи в обзорной статье, опубликованной сегодня в журнале Nature.
Ученые говорят, что необходим новый подход, поскольку климат становится более теплым, что привело к историческим случаям гибели людей, таким как событие в январе 2019 года в бассейне Мюррей-Дарлинг в Австралии, когда острая нехватка воды привела к трудностям для жителей и унесла жизни миллионы рыб.
«Реки мира переживают трудные времена», - сказал ведущий автор редакционной статьи Джонатан Тонкин, который только что получил докторскую степень в Научном колледже Орегонского государственного университета.«Знаковые виды, такие как треска Мюррея, самая крупная пресноводная рыба в Австралии, находятся под угрозой исчезновения. Во время сильной жары 2018 года в Германии и Швейцарии погибли тысячи рыб. Многолетняя засуха в Калифорнии ограничила запасы воды и нанесла ущерб водно-болотным угодьям., прибрежные леса, рыба и другие водные обитатели."
Тонкин и его соавторы обрисовывают в общих чертах план из четырех частей «адаптивного» подхода к управлению реками - переход от простого мониторинга экосистем к пониманию действующих биологических механизмов.
«Нам необходимо разработать инструменты прогнозирования, которые прогнозируют, как основные виды, этапы жизни и экосистемы реагируют на изменения окружающей среды», - сказал соавтор Дэвид Литл, профессор интегративной биологии в Колледже наук OSU. «Мы не можем просто отслеживать такие вещи, как видовое разнообразие и численность популяции, и сравнивать их со средними историческими показателями - часто к тому времени, когда обнаруживаются негативные тенденции, уже слишком поздно их менять."
Ответ, утверждают авторы, заключается в разработке моделей, «основанных на процессах», которые могут отслеживать и предсказывать, как меняются экосистемы при изменении условий, например, малых речных потоков. Модели могут быть адаптированы к этапам жизни популяций, целым сообществам видов и последовательностям событий, что позволяет определить переломные моменты.
«Например, более засушливое будущее с меньшим количеством наводнений было спроектировано для реорганизации и упрощения взаимодействия между видами прибрежных растений в засушливых речных системах юго-запада Америки», - сказал Тонкин, в настоящее время работающий в Кентерберийском университете. в Новой Зеландии. «Предполагаемые изменения могут снизить устойчивость сообществ к изменению климата и способность отражать вторжения неместных видов. Зная это, менеджеры могут вмешаться до того, как проблема укоренится».
Создание эффективных моделей влечет за собой долгосрочное обязательство по финансированию для сбора большего количества данных по базовой биологии речных видов, что означает годы полевого мониторинга. Пока хранилище данных не создано, может помочь упрощение моделей и поиск способов установления связей между пробелами в данных.
«Виды со схожим жизненным циклом или характеристиками, возможно, одинаково реагируют на изменение состояния рек, поэтому вполне возможно, что исследования одного вида могут помочь в разработке моделей и управлении в других местах», - сказал Тонкин..
Но, в конечном счете, для построения лучших моделей требуется больше информации, поэтому авторы утверждают, что сбор данных - это высший следующий шаг для ученых и менеджеров, занимающихся рекой.
Остальные три шага:
- Опишите ключевые процессы в моделях. Ученым необходимо лучше сформулировать взаимосвязь между атрибутами экосистемы и режимами водного потока.
- Сосредоточьте управление на узких местах. Вмешиваться таким образом, чтобы предотвратить гибель населения во время экстремальных потоков, сосредоточив внимание на наиболее уязвимых этапах жизни, а не только на численности населения.
- Уточняйте неопределенности. Определите уровень доверия к предсказаниям моделей и регулярно обновляйте модели по мере поступления новых данных.
«Биоразнообразие пресных вод исчезает», - сказал Тонкин. «Изменение климата увеличивает нагрузку на речные экосистемы, вызванную урбанизацией, инвазивными видами и загрязнением. По мере усугубления кризиса нам необходимо изменить то, как мы изучаем, моделируем реки и управляем ими, чтобы защитить услуги, которые они предоставляют человечеству и всей планете.."