Charakterystyka strukturalna i czynniki wpływające na środowisko wspólnot makrofitycznych zanurzonych podczas okresu naturalnej regeneracji jezior miejskich o różnym stopniu trofii

Dlaczego życie pod powierzchnią jeziora ma znaczenie

W wielu miastach jeziora, które kiedyś miały przejrzystą wodę i bujne rośliny zanurzone, dziś są zaduszone mętną, zieloną wodą. Badanie to zagląda pod powierzchnię sześciu jezior miejskich w Wuhan w Chinach, aby zrozumieć, jak rośliny zanurzone reagują, gdy zmniejsza się zanieczyszczenie i jeziora zostają pozostawione do samoregeneracji. Śledząc te ukryte społeczności roślinne i zmieniające się warunki wodne przez rok, badacze pokazują, co pomaga choremu jezioru wrócić do przejrzystszej wody, bogatszego życia i stabilniejszej ekologii.

Od mętnej wody ku czystszym brzegom

Zespół skupił się na „makrofitach zanurzonych” – zakorzenionych roślinach rosnących całkowicie pod wodą, które stanowią podstawę ekosystemów jeziornych. Rośliny te pochłaniają składniki odżywcze, stabilizują mule na dnie oraz dostarczają pożywienia i schronienia rybom i bezkręgowcom. Badacze wybrali sześć jezior, które przeszły podstawowe działania ograniczające zanieczyszczenie, ale nadal różniły się stopniem zasobności w składniki odżywcze: niektóre były tylko umiarkowanie wzbogacone, inne łagodnie lub umiarkowanie silnie wzbogacone. W czterech porach roku między 2023 a 2024 r. mierzyli jakość wody – w tym składniki odżywcze, zakwity glonów, przejrzystość i tlen – oraz zbierali rośliny przy linii brzegowej, aby określić ich biomasę i liczbę występujących gatunków.

Więcej składników odżywczych, mniej roślin zanurzonych

Wśród sześciu jezior stwierdzono jedynie osiem gatunków roślin zanurzonych, z których trzy dominowały na większości stanowisk. Ich powodzenie różniło się jednak wyraźnie w zależności od poziomu składników odżywczych. W czystszych, umiarkowanie wzbogaconych jeziorach zwykle występowało siedem–osiem gatunków, a biomasa roślin była wysoka, tworząc gęste podwodne łąki. W bardziej zanieczyszczonych jeziorach życie roślinne było znacznie zredukowane: jedno jezioro o umiarkowanej eutrofizacji wspierało tylko dwa gatunki o bardzo niskiej biomasie. Miary różnorodności potwierdziły ten wzorzec – bogatsze, bardziej wyrównane wspólnoty rozwijały się tam, gdzie obciążenie składnikami odżywczymi było niższe, podczas gdy silnie wzbogacone jeziora były zdominowane przez tylko kilka odpornych gatunków tolerujących mętną, wypełnioną glonami wodę.

Jak środowisko kształtuje ukryte wspólnoty roślinne

Aby zrozumieć, dlaczego wspólnoty się różniły, autorzy powiązali dane o roślinach z wieloma pomiarami środowiskowymi. Stwierdzili, że „poziom troficzny” – czyli stopień zasobności jeziora w składniki odżywcze – silnie kształtował strukturę wspólnot i ich sezonowe zmiany. W czystszych jeziorach istotną rolę w wzroście roślin odgrywały warunki fizyczne, takie jak temperatura wody i zmętnienie. W jeziorach łagodnie wzbogaconych ważniejsze były chemiczne sygnały zanieczyszczenia organicznego i formy azotu. W najbardziej zasobnych jeziorach rozwój roślin mocno ograniczały zakwity glonów zwiększające mętność oraz niski tlen przy dnie. We wszystkich jeziorach azot – zwłaszcza azotan – okazał się kluczowym czynnikiem: wyższe stężenia azotu były silnie powiązane z gorszą kondycją roślin. Sieć współwystępowania gatunków sugerowała także, że wraz ze wzrostem składników odżywczych nasilają się konkurencja i uproszczenie wspólnot, pozostawiając zaledwie kilka dominujących, tolerancyjnych na zanieczyszczenia gatunków.

Łańcuch od składników odżywczych do światła i życia

Wykorzystując zaawansowane modele statystyczne, badanie prześledziło, w jaki sposób składniki odżywcze pośrednio podważają rośliny zanurzone. Dodatkowy azot i fosfor stymulują wzrost glonów, mierzonego jako chlorofil w wodzie. Te glony zwiększają mętność wody, blokując światło potrzebne roślinom zanurzonym do fotosyntezy. Model wykazał, że składniki odżywcze mają silny ogólny negatywny wpływ na biomasę roślin głównie przez zwiększenie mętności i rozwój glonów. Temperatura wody przeciwnie miała tendencję do wspierania wzrostu roślin w obserwowanym zakresie, prawdopodobnie poprzez przyspieszenie metabolizmu i wydłużenie sezonu wegetacyjnego. Razem wyniki te przedstawiają klarowny łańcuch przyczynowo-skutkowy: więcej składników odżywczych oznacza więcej glonów i bardziej mętną wodę, co z kolei skutkuje mniejszą i słabszą roślinnością zanurzoną.

Co to znaczy dla odbudowy jezior miejskich

Dla zarządców miast i społeczeństwa badanie to niesie przesłanie ostrożnej nadziei. Gdy oczywiste źródła zanieczyszczeń zostaną opanowane, rośliny zanurzone mogą się odbudować, zwłaszcza w jeziorach, w których poziom składników odżywczych zostanie sprowadzony w kierunku warunków umiarkowanych. W miarę tej odnowy wspólnoty roślin stają się bogatsze i bardziej stabilne, co pomaga utrwalić przejrzystą wodę i zdrowsze ekosystemy. Badanie pokazuje jednak także, że szczególnie azot musi być uważnie kontrolowany, a poprawa przejrzystości wody i podstawowych warunków fizycznych jest kluczowa. Mówiąc prosto: aby przywrócić podwodne ogrody, które utrzymują jeziora czystymi i żywymi, miasta muszą skupić się na redukcji dopływu składników odżywczych, zwłaszcza azotu, i dać jeziorom czas na przejście z zdominowanego przez glony mętu z powrotem do jasności zdominowanej przez rośliny.

Cytowanie: Tang, H., Yuan, Y., Zhu, L. et al. Structural characteristics and environmental impact factors of submerged macrophytes communities during the natural restoration period of urban lakes with different trophic levels. Sci Rep 16, 13602 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41902-8

Słowa kluczowe: jeziora miejskie, rośliny wodne, eutrofizacja, odbudowa jezior, zanieczyszczenie nutrientami