Eutrofizacja, czyli nadmierne wzbogacenie wód w składniki odżywcze, stanowi poważne zagrożenie dla ekosystemu Morza Bałtyckiego. W ostatnich dekadach problem ten został dodatkowo pogłębiony przez rosnące temperatury wody, które utrudniają mieszanie się warstw wodnych i wprowadzenie świeżego tlenu z atmosfery do głębin. Pomimo wysiłków na rzecz ograniczenia dopływu składników odżywczych, zmiany klimatyczne uniemożliwiają odbudowę ekosystemu.
Morze Bałtyckie wyraźnie odczuwa skutki zmiany klimatu, a rosnące temperatury wody pogłębiają problemy środowiskowe. Chociaż dopływ składników odżywczych został zmniejszony, strefy minimalnego stężenia tlenu nadal się rozszerzają. W swoim nowym badaniu naukowcy z GEOMAR wykorzystali długoterminowe dane ze stacji szeregów czasowych Boknis Eck, aby sprawdzić, jak warunki środowiskowe zmieniły się w latach 1991–2019 i jak te zmiany wpływają na życie w wodzie. Badanie podkreśla znaczące wahania temperatury i poziomu tlenu oraz ich wpływ na wzrost bakterii i dynamikę składników odżywczych.
Warto przeczytać:
Niedobór tlenu spowodowany wyższą temperaturą i zwiększoną aktywnością bakterii
Badanie koncentrowało się na produkcji biomasy bakteryjnej (BBP) w południowo — zachodniej części Morza Bałtyckiego. Latem, po wiosennym zakwicie fitoplanktonu, wskaźniki BBP znacznie wzrastają, co prowadzi do zwiększonego zużycia tlenu, szczególnie w głębszych warstwach wody. Tymczasem cieplejsza woda powierzchniowa działa jak wierzchnia warstwa.
Problem polega na tym, że te warstwy wody mieszają się bardzo słabo, a nowy tlen może być dodawany tylko przez silne napływy z Morza Północnego, często powodowane przez burze. W okresie badań wyższe temperatury wody wydłużyły rozwarstwienie wody do jesieni. W niektórych latach fale upałów docierały nawet do dolnych warstw, zwiększając wyczerpywanie się tlenu.
Silne sezonowe wahania w związkach azotu
„Silne sezonowe wahania w związkach azotu, takich jak amon, wskazują, że do wody nadal przedostają się nadmierne ilości tych składników odżywczych, co przyczynia się do zakwitów glonów” – mówi dr Helmke Hepach, główna autorka badania i specjalistka ds. środowiska w GEOMAR.
Problem pogłębia istniejąca już ilość składników odżywczych: fosfor związany w dnie morskim jest uwalniany z powrotem do kolumny wody z powodu zwiększonego występowania minimów tlenowych – procesu, który również uwalnia amon. Dr Hepach wyjaśnia: „To tworzy pętlę sprzężenia zwrotnego, którą obserwujemy również w Boknis Eck. Obecnie nie ma skutecznych rozwiązań, aby trwale zmniejszyć ten wewnętrzny ładunek. Wraz ze wzrostem częstotliwości zdarzeń niedoboru tlenu sytuacja będzie się pogarszać”.
Najczęściej czytane:
Sukcesy w redukcji składników odżywczych niwelowane przez rosnące temperatury
Wysiłki mające na celu zmniejszenie ilości składników odżywczych w przybrzeżnym Morzu Bałtyckim poprzez zmniejszenie dopływu fosforu i azotu przyniosły pozytywne efekty. W ostatnich latach dopływ składników odżywczych został zmniejszony o 18 do 22 procent, głównie dzięki postępowi w technologii oczyszczania ścieków. Jednak poziomy składników odżywczych są nadal zbyt wysokie, a Morze Bałtyckie nadal cierpi z powodu eutrofizacji.
Małe sukcesy w redukcji składników odżywczych są dodatkowo niwelowane przez rosnące temperatury wody. Wyższe temperatury zwiększają aktywność bakterii, które zużywają tlen, gdy materia organiczna z zakwitów glonów ulega rozkładowi. Tymczasem zwiększone rozwarstwienie termiczne zapobiega przedostawaniu się nowego tlenu do głębszych warstw.
Zobacz także:
Rosnące ocieplenie i jego konsekwencje
„Rosnące ocieplenie i wynikająca z niego zwiększona aktywność bakterii będą miały poważne długoterminowe konsekwencje dla ekosystemu Morza Bałtyckiego” – mówi dr Hepach. W związku z tym naukowcy zalecają zwiększenie wysiłków w kierunku zmniejszenia zarówno nieorganicznych, jak i organicznych składników odżywczych. Globalny ocean jest pod stałą presją działalności antropogenicznej, która powoduje między innymi silne ocieplenie, spadek zawartości tlenu i zakwaszenie. Zmiany te przyczyniły się do globalnych zmian w składzie społeczności morskich, ich biogeografii i w konsekwencji do zmniejszenia usług ekosystemowych.
Wpływ zmian klimatu na ekosystemy morskie
Zmiany klimatu mają ogromny wpływ na ekosystemy morskie. W niedawnym przeglądzie zgłoszono, że 78,8% badań skupiających się na wpływie zmiany klimatu na organizmy morskie wykazało negatywne reakcje na ocieplenie. Skutki są jeszcze bardziej widoczne, gdy ocieplenie wpływa z innymi czynnikami stresogennymi, takimi jak eutrofizacja lub deoksygenacja. Niedotlenienie stanowi poważne zagrożenie dla ekosystemów morskich. Wpływa na wszystkie organizmy tlenowe od poziomu molekularnego do poziomu całego ekosystemu, wpływając na globalne sieci pokarmowe w morzach.
Unikalne warunki hydrograficzne Morza Bałtyckiego
Ze względu na unikalne warunki hydrograficzne, zmiany środowiskowe w półzamkniętym Morzu Bałtyckim, w tym ocieplenie i wzmożone rozwarstwienie kolumny wody, zakwaszenie, eutrofizacja, zanieczyszczenie substancjami takimi jak pestycydy i niedotlenienie, obserwowano w znacznie przyśpieszonym tempie niż w innych basenach oceanicznych. Ponadto zmiany klimatu doprowadziły do zwiększonego występowania fal upałów morskich, chociaż toczy się debata na temat ich wpływu na środowisko morskie.
Kilka strategii zarządzania mających na celu przywrócenie ekosystemu Morza Bałtyckiego zostało wdrożonych odpowiednio w 2000 r. w tym HELCOM, ogólnoeuropejska Ramowa Dyrektywa Wodna i WFD i w 2008 r. Ramowa Dyrektywa w sprawie Strategii Morskiej (MSFD). Postawiono również wówczas hipotezę, iż Morze Bałtyckie może być wykorzystywane jako „maszyna czasu” do szacowania skutków degradacji na globalny ocean w przyszłości i do oceny skuteczności strategii zarządzania.
Morze Bałtyckie znajduje się w krytycznym punkcie, gdzie skutki zmiany klimatu i eutrofizacji wzajemnie się wzmacniają, prowadząc do niebezpiecznego zubożenia tlenu w głębszych warstwach wody. Pomimo działań mających na celu ograniczenie dopływu składników odżywczych, rosnące temperatury wody utrudniają odbudowę ekosystemu.
Źródło: nature.com, GEOMAR
