Отклик экосистем на быстрые изменения рН

С некоторыми оговорками, всё сказанное выше о последствиях закисления имеет дело с «медленным» растянутым на года, почти «эволюционном» характером экологических последствий и носит почти хрестоматийный характер. И в тоже время известно, что во время фотосинтеза рН может подниматься до 10 вследствии исчерпания СО₂ и подщелачивания воды карбонатами. В одном и том же водоеме рН может колебаться до 2 единиц, так как ночью вода подкислена углекислотой выделяемой при дыхании, а днем потребляется растениями. При малом количестве карбонатов и насыщении углекислым газом рН снижается до 5,6 или более. То есть сама экосистема способна провоцировать кратковременные колебания рН. Вопрос заключается в том, что происходит с такой экосистемой, если происходят еще более глубокие колебания рН, такие как при поступления талых вод с площади водосбора. Здесь очевидно важна скорость поступления вод и концентрации загрязнителей. Скорость поступления зависит от быстроменяющихся погодных условий: так процессы перекристаллизации в тающем снеге приводят к тому, что первые порции талой воды интенсивно (до 5 порядков) обогащаются ионами водорода. При так называемом «рН шоке», когда речь идет о периоде от сутках до недели, в талых водах рН может падать до 3,0. Известны и примеры таких шоков. Поступление талых вод весной 1975 года в реку Товдаль в Норвегии понизило рН вод реки с 5,6 до 4,6, что вызвало массовую гибель рыб.

Никто не станет оспаривать постулат, о том, что любое физико-химическое воздействие (в т.ч. и рассмотренное «мгновенное» закисление почв и водоёмов) влияет на соответствующие экосистемы. Возникает лишь вопрос о том, каков реальный количественный, временной и пространственный масштаб этого действия, чтобы это конкретное воздействие (скажем повышение кислотности) привело к условно положительным или условно негативным последствиям в экосистеме, т.е. снова возникает вопрос о порогах и частоте его превышения (лекция 2).

В экологическом мониторинге экосистем в целом требуется установления и таких порогов, аналогичных по сути максимальным разовым ПДК атмосферного воздуха. Экология использует как «свои» так и «чужие» методы оценки последствий некого действия, т.е. прогноза. Особенно важна роль «чужих» методов в вопросах мониторинга некого антропогенного или природного процесса (например процесса закисления почв, озер и ландшафта в целом). Отметим, что в классических биологических, геологических и почвенных науках, географии, главный метод прогноза состояния заключается в двух этапах:

1) это первичное детальное описание видимой формы объекта, т.е. констатации состояния ландшафта, образца и т.д. (сказанное не относится к микробиологии и молекулярной генетике, где сам временной масштаб диктует иные подходы)

2) сравнение с состоянием объектов, через достаточно длительный промежуток времени, когда изменения в объекте становятся видимыми.

3) экстраполяция изменений на новый промежуток времени.

Подходов к прогнозу изменению формы объекта в реальном времени внутри этих наук, практически не развито. Конечно, ряд особенностей формы мы можем уловить при сравнении двух последовательных детальных описаний объекта, скажем оползневых явлений уже через 1 год, но это редкие исключения из правил, а с другой стороны это выявление уже произошедшего изменения формы. Главной же задачей мониторинга, да и экологии в целом, является не констатация видимого изменения состоянии среды, (например изменения ландшафта), но прогноз тенденций в экосистеме, которые идут в под стрессом неких кратковременных воздействий (те же вариации кислотности и химического состава осадков) и которые пока не дают в видимых отклонениях от некой для данной экосистеме нормы.

Дата добавления: 2014-01-07