Поймы улучшают качество воды в реках

Речные поймы являются одними из самых богатых видами экосистем на Земле. Как интерфейс между сушей и водой, они являются горячими точками круговорота питательных веществ и биоразнообразия. Однако вдоль многих рек многочисленные поймы были отрезаны от водотоков или преобразованы для других целей. Одновременно в воду попадает слишком много питательных веществ, особенно азота. Оба фактора ухудшают качество воды и угрожают биоразнообразию — как в самих реках, так и в морях, в которые они впадают.

Реки обладают способностью в определенной степени разлагать питательные вещества как в самой речной воде, так и в поймах. Исследователи международного проекта IDES определили, насколько велик вклад пойм в снижение содержания азота для бассейна реки Дунай. Особенность исследования в том, что впервые была изучена такая большая площадь, поскольку Дунай имеет второй по величине водосборный бассейн в Европе.

Бассейн Дуная площадью более 800 000 км² простирается по территории 19 стран. Около 70–80% его пойм были отрезаны от реки или преобразованы в сельскохозяйственные угодья за последние десятилетия, что лишило их экосистемных функций и услуг.

Ученые выяснили, какой вклад в удержание питательных веществ вносят оставшиеся активные поймы. Для этого команда использовала модель MONERIS, разработанную в IGB, которая определяет поступление питательных веществ из различных источников (включая атмосферу, использование удобрений в сельском хозяйстве и очистные сооружения) и рассчитывает их дальнейшую судьбу и перенос в речной системе.

Согласно исследованию, ежегодно в воды бассейна Дуная поступает 500 000 метрических тонн азота, преимущественно в форме нитратов. Большая часть поступлений приходится на сельское хозяйство (44%) и городские источники (30%). Две трети этих поступлений достигают Черного моря, а одна треть (160 000 тонн) разлагается в водных объектах.

Чтобы выяснить долю пойм в удержании нитратов, команда дополнила расчеты MONERIS дополнительным моделированием для Дуная и его притоков Савы, Тисы и Янтры. Там находится 3 842 км² пойм, что составляет почти половину всех активных пойм в бассейне Дуная.

Большая часть нитратов разлагается в самой речной сети, например, при поглощении азота планктоном или преобразовании бактериями (денитрификация). Однако поймы также могут вносить существенный вклад в удержание питательных веществ. Результаты показывают, что активные поймы разлагают 33 200 тонн нитратов ежегодно, что соответствует 6,5% от общего поступления. На основе модельных результатов исследователи оценивают, что удаление нитратов можно было бы увеличить на 14,5%, если бы примерно 1300 км² потенциально восстанавливаемых пойм и стариц были вновь соединены с основными водотоками.

Результаты наглядно показывают, что сохранение пойм и восстановление их функций целесообразно — не только из-за их способности разлагать питательные вещества, но и для сохранения биоразнообразия и многих других экосистемных услуг. Упрощенные допущения и данные позволяют делать лишь ограниченные выводы, но они являются хорошей основой для лучшего учета пойм и их восстановления для обеспечения хорошего качества воды в крупных речных бассейнах Европы.

Исследование опубликовано в журнале Science of The Total Environment.