Кратко: ввод удобрений дал резкий приток биогенных элементов (особенно фосфора и азота), что вызвало эвтрофикацию и взрывной рост сине‑зелёных водорослей (цианобактерий). Ниже — пояснение процессов и последствия.
Почему это случилось
- Ввод удобрения → мгновенное повышение доступного фосфора (P) и/или нитратного/аммонийного азота (N), то есть рост нагрузки питательных веществ в водоёме (внешняя загрузка). При избытке P даже при относительно низком N система склонна к цветению; ориентиры: суммарный фосфор (TP) при переходе к эвтрофному статусу часто превышает $\mathrm{TP}\gtrsim 0.02mg/L$.
- Цианобактерии имеют адаптации (газовые пузырьки для плавучести, некоторые виды способны фиксировать ${\mathrm{N}}_2$), поэтому они быстро занимают верхние слои и доминируют при подходящих условиях (тёплая вода $\sim 20\text{–}30^{\circ }\mathrm{C}$, спокойная поверхность, избыток света и питательных веществ).
- Биохимия роста: фотосинтез потребляет ${\mathrm{CO}}_2$ и минералы, увеличивая биомассу; при гибели биомассы микроорганизмы при разложении окисляют органику, расходуя растворённый кислород (ДО), что ведёт к резким суточным колебаниям ДО.
Ключевые внутренние процессы, усиливающие цветение
- Разложение растений/водорослей потребляет О2, вызывает гипоксию/аноксию в ночное время или у дна; при аноксии железо(III) восстанавливается до Fe(II), связанный P освобождается из донных отложений (внутренняя загрузка), поддерживая последующие цветения.
- Анаэробные условия усиливают денитрификацию (утрата нитратов в виде ${\mathrm{N}}_2$), что снижает доступный N; одновременно N‑фиксация некоторыми цианобактериями может компенсировать дефицит азота. Соотношение элементов важно; ориентировочная идеальная морская формула — Редфилд: $\mathrm{N}:\mathrm{P}\approx 16:1$ (молярно), при значительном отклонении выигрыш получают специальные группы организмов.
- Токсины (микроцистины, анамоксины и др.) и аллелопатические вещества, выделяемые цианобактериями, подавляют фитопланктон и зоопланктон‑потребителей, снижая контроль поеданием.
Краткосрочные экологические и качественные последствия (дни–недели)
- Суточные колебания О2: дневная перенасыщенность, ночная гипоксия; при снижении ДО ниже $\sim 2mg/L$ рыбы и беспозвоночные испытывают стресс, при дальнейшем падении возможны массовые смертности.
- Токсины в воде и в биомассе — риск для животных и людей, невозможность пить/купаться, поражение печёночных и нейротоксических систем (в зависимости от типа токсина).
- Потеря прозрачности (увеличение хлорофилла $>$ уровней, характерных для эвтрофии, напр., $\mathrm{Chl}\text{-}\mathrm{a}>20\mu g/L$) — затенение подводной растительности, снижение первичного производства макрофитов.
- Снижение трофической эффективности: зоопланктон реже поедает цианобактерии (неудобоваримы или токсичны), передача энергии вверх по цепочке ухудшается.
Долгосрочные последствия (месяцы–годы и дольше)
- Режимный сдвиг: система может перейти в состояние постоянной доминации цианобактерий («цианобактериальная доминанта»), требующее значительных усилий для восстановления прежнего состояния.
- Накопление P в донных отложениях и устойчивая внутренняя загрузка: даже после сокращения внешней подачи вспышки могут повторяться годами.
- Снижение биологического разнообразия (вымерение макрофитов, чувствительных видов зоопланктона и рыб), упрощение пищевых сетей и снижение устойчивости экосистемы к новым стрессам.
- Накопление и биоаккумуляция токсинов в органах рыб и беспозвоночных → длительный риск для пищевых цепей и людей.
- Изменения в азотно‑кислородных циклах: повышенная денитрификация и нерегулярная N‑фиксация приводят к новому, менее стабильному балансу N и P.
Краткие выводы по управлению (что важно понимать)
- Эпизод вызван внешней нагрузкой удобрений, но поддерживается внутренними процессами (аноксия → высвобождение P).
- Для восстановления нужно снижать внешнюю подачу питательных веществ и устранять внутреннюю загрузку (управление донными осадками, восстановление макрофитов, аэрация) — одноразовые меры редко дают долговременный эффект.
Если нужно, могу коротко расписать, какие анализы и измерения провести немедленно (концентрации TP, SRP, NO3−, NH4+, хлорофилл‑a, растворённый O2, температурная стратификация, токсин‑скрининг).