ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ ПРЕСНОВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ

2. ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ ПРЕСНОВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ

2.1 УЯЗВИМОСТЬ ЭКОСИСТЕМ МАТЕРИКОВЫХ ВОДОЕМОВ ДЛЯ ВОЗМОЖНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ

Пресноводные водоемы делятся на стоячие (т.е. пруды и озера) и проточные (т.е. реки и ручьи). На рисунке 2.1.1 представлены основные изменения, которые могут случиться в гидрологическом режиме суши в ответ на возможные атмосферные возмущения после ядерной войны. В целом снижение температуры и уровня атмосферных осадков приведет к быстрому сокращению количества жидкой воды, запасенной в реках и озерах. Изменения грунтовых вод будут намного медленнее и гораздо менее выражены.

Основная часть пресной воды на поверхности суши сосредоточена в озерах; в руслах рек в каждый отдельный момент времени ее относительно мало (таблица 2.1.1). Поэтому в данном разделе будут рассматриваться главным образом озера.

Таблица 2.1.1. Некоторые данные по водному балансу

Северного полушария

 

Составляющие водного баланса	Европа	Азия	Северная Америка
Средний запас воды в реках, км 3	80	565	250
ПОСТУПЛЕНИЯ за счет поверхност-  ного стока  за счет грунтовых  вод	2090 1120	10660 3750	5290 2160
Расход, км 3 / год	3210	14410	7450
Средний запас воды в озерах, км 3	2027	27782	25623
Средний запас воды в водохранилищах, км 3	422	1350	950

 

Особенности озер определяются их размерами, притоком питательных веществ, донным субстратом, подстилающими породами, атмосферными осадками и множеством других параметров. Ключевым моментом в реакциях пресноводных экосистем на климатические возмущения является предполагаемое снижение температуры, а на втором месте стоит сокращение инсоляции. Сглаживание температурных колебаний особенно сильно выражено в крупных пресных водоемах. Однако их экосистемы в отличие от экосистем открытого океана должны пострадать от изменений температуры, возможных после ядерной войны.

Установление на длительный период отрицательных температур может вызвать образование на поверхности водоемов толстого слоя льда. Слой льда на мелководном озере может охватить значительную долю его объема.

Таблица 2.1.2. Распределение пресных озер и водохранилищ по

 объему и площади

Площадь, км	Европа	Азия	Северная Америка
Свыше 10000	1 17700 908	4 92670 23200	8 327280 24322
1000-10000	26 74989 995	21 67070 3128	22 73185 1258
100-1000	23 9618 479	36 16760 520	17 7252 214

Российские специалисты собрали статистические данные по размерам озер, включающие информацию о площади поверхности водоемов и их общем объеме. Эти данные обобщены в таблице 2.1.2. Следует отметить, что подавляющее большинство озер, т.е. наиболее часто встречающиеся и доступные человеку, относится к категории самых мелких. Водоемы этой категории будут в наибольшей степени подвержены промерзанию на значительную глубину. В табл. 2.1.3 приводятся статистические данные по площади и объему озер различных размерных классов.

Таблица 2.1.3. Распределение объема воды по глубинам для озер

различных размерных классов

 

Площадь, км	Процент общего объема 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5	В процентах общей площади по общего объема полушарию по полушарию
Свыше 10000	0.5 0.9 1.3 1.8 2.2	22 86
1000-10000	2.0 4.0 5.8 7.6 9.2	11 10
100-1000	1.4 2.8 4.2 5.5 6.8	2 2
10-100	14 27 38 49 58	12 0.8
1-10	28 50 68 81 91	19 0.6
Менее 1	58 88 100 100 100	35 0.5

Одной из основных работ по оценке возможных последствий войны для озерных экосистем считается исследование Пономарева с сотрудниками, подготовленное а рамках проекта СКОПЕ-ЭНЮУОР. В этом исследовании была использована имитационная модель, разработанная в Санкт-Петербургском научно-исследовательском вычислительном центре Академии Наук для оценки динамики озерных экосистем и входящих в них видов, взаимоотношений между озерами и их водоразделами и влияния на озера промышленного развития. Рассматриваются три биотических компонента (фитопланктон, зоопланктон и детрит), связанные с такими понятиями, как азот, фосфор, донные осадки, растворенный кислород, температура воздуха, инсоляция и радиация (рис. 2.1.2). В разных вариантах анализа начало возмущения (ядерная война) приходилась либо на февраль, либо на июль.

Результаты моделирования февральской ядерной войны представлены на рис. 2.1.3, где приведены как нормальные, так и предполагаемые кривые изменения температуры воды, инсоляции, биомассы фитопланктона, зоопланктона, детрита и отношения количества минерального азота к органическому.

Последствия климатических изменений более серьезны и долгосрочны (рис. 2.1.4). Возвращение температуры и освещенности к нормальным уровням произойдет при этом сценарии как раз к моменту обычного наступления зимы.

Если климатические возмущения, вызванные ядерной войной, произойдут зимой там, где озерная вода в норме имеет температуру, близкую к нулю, они приведут к увеличению толщины льда.

В мелководных озерах не исключено промерзание до дна, приводящее к гибели большинства живых организмов. Если острые зимние возмущения климата затронут пресноводные экосистемы, не замерзающие в нормальной обстановке, биологические последствия обещают быть весьма серьезными. Хронические климатические нарушения, начавшиеся весной, или затянувшиеся последствия зимней ядерной войны могут задержать таяние льда.

При наступлении морозов в конце весны (а для южных озер - в любое время года) скорее всего произойдет полное отмирание живых компонентов экосистем под прямым воздействием падения температуры и освещенности. Однако, если морозы ударят летом, последствия, вероятно, будут не столь опустошительными, поскольку многие из наиболее уязвимых стадий жизненных циклов уже будут пройдены. Масштабы последствий будут определяться продолжительностью холодов. Продолжительность воздействия особенно сильно скажется следующей весной.

Климатические возмущения в осеннее время будут иметь наименьшие последствия для северных пресноводных экосистем, поскольку к этому моменту живые организмы уже пройдут все репродуктивные стадии. Беспозвоночные, фитопланктон и редуценты, даже если их численность значительно сократилась, восстановятся, как только климатические условия возвратятся к норме. Тем не менее, остаточные эффекты могут еще долго сказываться на функционировании экосистемы в целом, причем не исключается возможность некоторых необратимых процессов.

 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Возможные глобальные последствия ядерной войны для окружающей среды находились в центре внимания ряда исследователей в течение четырех десятилетий с момента первых атомных бомбардировок Японии.

После анализа приводимых данных по чувствительности экосистем к послевоенным экологическим возмущениям возникает ряд совершенно очевидных выводов:

1. Природные экосистемы уязвимы для экстремальных климатических возмущений, причем по-разному в зависимости от типа экосистемы, ее географического положения и времени года, когда произойдут возмущения.

2. В результате синергизма факторов и распространения их влияния от одних элементов экосистем к другим происходят более крупные сдвиги, чем можно было бы предполагать при изолированном действии возмущений. Так, повышенная интенсивность ультрафиолетового излучения В, загрязнение воздуха и радиация не вызывают катастрофических последствий, действуя по отдельности, однако, проявляясь одновременно, эти факторы могут оказаться губительными для чувствительных экосистем благодаря своему синергизму.

3. Пожары, являющиеся прямым следствием крупного обмена ядерными ударами, могут охватить обширные территории.

4. Восстановление экосистем после климатических стрессов острой фазы, следующей за крупномасштабной ядерной войной, будет зависеть от степени приспособленности к естественным нарушениям. В некоторых типах экосистем изначальный ущерб может быть очень большим, а восстановление крайне медленным, причем полное восстановление до исходного ненарушенного состояния вообще маловероятно. Антропогенное влияние способно замедлить процесс экологического восстановления.

5. Локальные радиоактивные осадки могут оказать очень значительное влияние на экосистемы.

6. Экстремальные скачки температуры даже на достаточно короткие периоды способны нанести чрезвычайно большой ущерб

7. Морские экосистемы наиболее уязвимы для продолжительного снижения освещенности.

Для характеристики биологических реакций на глобальные стрессы необходима разработка следующего поколения экосистемных моделей и создание обширных баз данных по отдельным компонентам экосистем и по экосистемам в целом, подвергающимся различным экспериментальным нарушениям. Прошло много времени с тех пор, как были предприняты серьезные экспериментальные попытки описать влияние ядерной войны на биологические системы. Сейчас эта экологическая проблема стала самой важной из всех, с какими когда-либо сталкивалось человечество.

Уменьшение осадков Снижение

температуры

 воздуха

Сокращение жидких

атмосферных осадков Замерзание

 водоемов

Сокращение Ослабление

инфильтрации поверхностного

стока

Уменьшение

речного стока

Сокращение

запасов воды в

реках и озерах

Сокращение Сокращение

запасов грунтовых грунтового

вод стока

Рис. 2.1.1 Возможные механизмы влияния климатических

возмущений на гидрологический цикл

(  - второстепенные факторы,

-     основные факторы)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1) Т. Хатчинсон, М. Харуэлл

Последствия ядерной войны. Воздействие на экологию.

Москва: ”Мир”, 1988

2) Ю.М. Свирежев, О.Ю. Гайдуков

Анализ последствий ядерной войны.

Москва, 1989

3) Б. Небел

Наука об окружающей среде (том 1).

Москва: “Мир”, 1993

4) А.Б. Питток

Последствия ядерной войны: физические и атмосферные эффекты

Москва: “Наука”, 1990

5) В.М. Пономарев, В.В. Михайлов

Озерные экосистемы при экстремальных условиях

АН исследовательского компьютерного центра, С.-Пб.