Как спутниковые данные помогли понять причины токсичных цветений водорослей в озере Эри
Ученые из Института Карнеги Джефф Хо и Анна Михалэк вместе с коллегами добились прогресса в понимании причин цветения водорослей в озере Эри и их значения для восстановления водоема. Исследования опубликованы в двух связанных работах.
Используя данные инструмента Landsat 5 (НАСА), исследователи получили новые оценки исторических цветений в озере Эри, более чем вдвое увеличив доступный для анализа период — с 14 до 32 лет. Анализ этих данных показал, что для прогнозирования масштабов цветения, помимо фосфорной нагрузки текущего года, важен кумулятивный уровень поступления фосфора за десятилетие. Это означает, что преимущества от недавно предложенного сокращения сброса питательных веществ могут проявиться лишь спустя до десяти лет.
Вредное цветение пресноводных водорослей возникает при избыточном поступлении фосфора, часто с сельскохозяйственных стоков. Это стимулирует рост сине-зеленых водорослей Microcystis sp., производящих токсин, поражающий печень человека. Проблема наиболее остро стоит в озере Эри. После улучшения ситуации в конце XX века, цветения вернулись с новой силой. Рекордные по масштабу события в 2011 и 2015 годах, а также токсичное цветение 2014 года, приведшее к трёхдневному запрету на использование водопроводной воды для 500 000 жителей Толедо (Огайо), подчеркивают серьёзность угрозы.
«Качество воды в западной части озера Эри ухудшается уже два десятилетия, — отметил ведущий автор Джефф Хо. — Около 11 миллионов человек зависят от Эри как от источника питьевой воды».
«Результаты наших исследований показывают, что фосфор, накопленный в донных отложениях озера, продолжает высвобождаться в воду в течение нескольких лет, подпитывая цветение год за годом», — пояснила соавтор Анна Михалэк.
Для создания расширенной хронологии команда разработала новый многопараметрический метод, оценивающий наличие, распределение, размер и сроки цветения. Применив лучший алгоритм к архиву Landsat 5, начиная с 1984 года, они более чем удвоили существующий исторический ряд данных. Анализ выявил, что 75% межгодовой изменчивости масштабов цветения за три десятилетия объясняется сочетанием фосфорной нагрузки текущей весны и кумулятивной нагрузки за предыдущие десять лет.
«Путь для озера Эри ясен — мы должны уменьшить количество фосфора, поступающего в озеро. И нам нужно набраться терпения, давая озеру время на восстановление», — заключила Анна Михалэк.