Антропогенные и климатические факторы регулируют интенсивность и сроки цветения водорослей в мировых озёрах при изменении климата

Почему водоросли в озёрах важны для повседневной жизни

По всему миру озёра становятся зелёнее: по их поверхностям распространяются ковры водорослей. Такие цветения могут испортить питьевую воду, привести к закрытию пляжей, навредить рыбе и дикой природе, а также оказывать влияние на климат. В этом исследовании использованы два десятилетия спутниковых снимков, чтобы ответить на простой, но важный вопрос: как меняются эти цветения со временем и что вызывает эти изменения в разных частях света?

Наблюдение за тысячами озёр из космоса

Исследователи проанализировали ежедневные измерения с датчика NASA, чтобы отслеживать плавающие водоросли на 4085 крупных озёрах площадью более 20 квадратных километров каждое. Вместо точного измерения количества растительного пигмента они оценивали долю поверхности каждого озера, покрытую плотными плавающими водорослями. Затем они использовали математическую кривую, чтобы проследить, как это покрытие возрастало и уменьшалось в течение года, что позволило точно определить начало и конец сезона цветения в каждом озере. Сравнивая годы с 2003 по 2022, они построили глобальную картину смещений в интенсивности и сроках цветений.

Повсюду больше водорослей, но сдвиги во времени различаются

Самый явный сигнал — цветения стали интенсивнее в большинстве озёр. Примерно семь из десяти озёр показали увеличение доли поверхности, занятой водорослями, за последние два десятилетия. Многие из самых сильных приростов наблюдались в холодных и умеренных регионах, даже если их абсолютная доля всё ещё была ниже, чем в некоторых тёплых, высокопродуктивных озёрах. Напротив, по срокам цветений не наблюдается единой глобальной тенденции. В некоторых озёрах начало цветения сместилось раньше, в других — позже, а даты ослабления цветения осенью могут как задерживаться, так и наступать раньше в зависимости от региона и климатической зоны.

Человеческое давление и климат действуют в разных направлениях

Чтобы понять, что формирует эти шаблоны, авторы связали изменения цветений с шестью широкими факторами: температурой воздуха, скоростью ветра, осадками, плотностью населения, площадями сельхозугодий и экономической активностью. Они обнаружили, что антропогенное давление вокруг озёр — особенно высокая плотность населения, расширение пахотных земель и экономический рост — является основным вкладчиком в рост интенсивности цветений. Эти воздействия тесно связаны с стоком питательных веществ с удобрениями, что подтверждается отдельными данными по использованию азота и фосфора. Напротив, сроки начала и окончания цветений сильнее определяются природными факторами, такими как потепление, ветер и осадки. В холодных регионах более тёплый воздух и спокойный ветер, как правило, приводят к более раннему весеннему началу цветений и более позднему их завершению осенью, удлиняя сезон, тогда как другие сочетания слабого потепления и ветра могут задерживать начало цветения или укорачивать сезон в других местах.

Что может ждать озёра в будущем

Используя статистическую модель, обученную на прошлых данных, команда спрогнозировала, как могут измениться цветения к 2100 году при трёх различных сценариях выбросов. При среднем сценарии выбросов ожидается, что тропические озёра испытают быстрый рост интенсивности цветений, но лишь умеренные сдвиги во времени. В холодных климатических регионах, особенно в Европе и Северной Америке, результаты указывают на сильные контрасты: в Европе озёра склонны к более раннему началу и более позднему окончанию сезона цветения, тогда как в Северной Америке — к более поздним началам и более ранним завершениям. В целом многие озёра, по-видимому, движутся в сторону более длительных или более интенсивных сезонов цветения, но эти изменения сильно различаются в разных местах.

Почему эти сдвиги важны для экосистем и людей

Даже небольшие ежегодные увеличения площади цветений могут накапливаться и толкать озёра к экологическим порогам, при которых качество воды, уровень кислорода и риск токсинов резко меняются. Более длинные или интенсивные сезоны цветения способствуют доминированию водорослей, предпочитающих тёплую, спокойную и богатую питательными веществами воду, часто в ущерб более питательным видам, поддерживающим рыбу и другую дикую природу. Это может распространяться по трофической цепи и изменять то, как озёра накапливают и выделяют углерод, включая газы, способствующие потеплению климата. Исследование делает вывод, что человеческая деятельность, как правило, подпитывает общий рост цветений, тогда как изменение климата изменяет время их появления. Поскольку интенсивность и сроки частично разобщены, эффективное управление должно быть адаптировано к каждому региону: контролировать загрязнение питательными веществами и одновременно готовиться к климатически вызванным сдвигам в поведении озёр.

Цитирование: Xue, K., Ma, R., Hu, M. et al. Anthropogenic and climatic factors regulate algal bloom intensity and timing in global lakes under climate change. Commun Earth Environ 7, 458 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03446-7

Ключевые слова: цветение водорослей, озёра, изменение климата, загрязнение питательными веществами, спутниковый мониторинг