Сточные воды аквакультурных хозяйств нарушают химические процессы в почвах мангровых лесов, подрывая их способность накапливать углерод и очищать прибрежные воды от азота. К таким выводам пришла группа учёных из Восточно-Китайского педагогического университета по итогам исследования в заливе Бэйбу на юге Китая.
Мангровые леса – одни из самых эффективных на планете поглотителей углерода. Они консервируют его в бедных кислородом почвах, где органическое вещество разлагается медленно. Важную роль в этом процессе играют соединения железа: они связывают органику, создавая своего рода «минеральный щит» от микробов. Исследователи сравнили три участка мангрового леса: один – восстанавливающийся, куда стоки с креветочных ферм не поступали около девяти лет, и два – граничащих с действующими хозяйствами.
На участках, подверженных влиянию акваферм, питательные вещества из стоков резко активизируют почвенные микроорганизмы. Они начинают агрессивно потреблять органический углерод, что создаёт в почве бескислородные, химически восстановительные условия. В такой среде «железный щит» дестабилизируется, высвобождая ранее защищённый углерод, который микробы немедленно пускают в оборот. В результате запас углерода, связанного с наиболее стабильными минералами железа, на загрязнённых участках оказался на 67–76% ниже, чем на восстановленном. Экосистема переключается с долгосрочного хранения углерода на его быстрый круговорот, что повышает риск выбросов CO2 в атмосферу.
Одновременно меняется и работа мангров как природного фильтра. В норме местные микробы перерабатывают нитраты из воды в газообразный азот, который улетучивается в атмосферу. Однако под воздействием стоков микробные сообщества перестраиваются: вместо того чтобы удалять азот из экосистемы, они начинают превращать нитраты в аммоний, удерживая его в почве. Таким образом, лес перестаёт быть поглотителем азота и превращается в его накопитель, что угрожает качеству прибрежных вод и может провоцировать цветение вредоносных водорослей.
Исследователи отмечают, что оба негативных процесса – ослабление углеродного хранилища и снижение фильтрующей способности – тесно связаны и взаимно усиливают друг друга. Авторы работы подчёркивают, что для сохранения мангровых экосистем необходимо управлять стоками аквакультурных хозяйств, например, очищая их или создавая буферные зоны. При этом мониторинг состояния лесов должен включать анализ химического состава почвенной воды, поскольку именно там появляются первые признаки деградации экосистемы, задолго до видимых повреждений деревьев.