نظام بيئي للمياه العذبة

تشمل خمسة تهديدات رئيسية للتنوع البيولوجي للمياه العذبة: الاستغلال المفرط ، وتلوث المياه ، وتغيير تدفقها، وتدمير الموائل أو تدهورها ، وغزو الأنواع الدخيلة . ^{[ 7 ]} ويمكن عزو اتجاهات الانقراض الحديثة إلى حد كبير إلى الترسيب، وتجزئة المجاري المائية، والملوثات الكيميائية والعضوية، والسدود، والأنواع الغازية. ^{[ 22 ]} وتشمل الضغوط الكيميائية الشائعة على صحة النظام البيئي للمياه العذبة: التحمض، والتخثث ، وتلوث النحاس والمبيدات. ^{[ 23 ]}

يواجه التنوع البيولوجي للمياه العذبة العديد من التهديدات. ^{[ 24 ]} وقد أشار مؤشر الكوكب الحي التابع للصندوق العالمي للطبيعة إلى انخفاض بنسبة 83% في أعداد الفقاريات في المياه العذبة بين عامي 1970 و2014. ^{[ 25 ]} ولا يزال هذا الانخفاض يفوق الانخفاضات المعاصرة في النظم البيئية البحرية أو البرية. وتتعلق أسباب هذا الانخفاض بما يلي: ^{[ 26 ] [ 24 ]}

1. مناخ سريع التغير
2. تجارة الحياة البرية عبر الإنترنت والأنواع الغازية
3. الأمراض المعدية
4. ازدهار الطحالب السامة
5. بناء السدود لتوليد الطاقة الكهرومائية وتجزئة نصف أنهار العالم
6. الملوثات الناشئة، مثل الهرمونات
7. المواد النانوية المصنعة
8. تلوث الجسيمات البلاستيكية الدقيقة
9. تداخل الضوء والضوضاء
10. زيادة ملوحة المياه العذبة الساحلية نتيجة ارتفاع مستوى سطح البحر
11. انخفاض تركيزات الكالسيوم عن احتياجات بعض الكائنات الحية في المياه العذبة
12. التأثيرات التراكمية - وربما التآزرية - لهذه التهديدات

تُشكل النباتات والحيوانات الغازية مشكلة رئيسية في النظم البيئية للمياه العذبة، ^{[ 27 ]} حيث تتفوق في كثير من الأحيان على الأنواع المحلية وتُغير من خصائص المياه. وتُعدّ الأنواع الدخيلة مدمرة بشكل خاص للنظم البيئية التي تُعد موطنًا للأنواع المُهددة بالانقراض . ومن الأمثلة على ذلك سمك الكارب الآسيوي الذي يُنافس سمك المجداف في نهر المسيسيبي . ^{[ 28 ]} تشمل الأسباب الشائعة للأنواع الغازية في النظم البيئية للمياه العذبة إطلاقها في أحواض السمك ، وإدخالها لأغراض الصيد الرياضي ، وإدخالها لاستخدامها كغذاء. ^{[ 29 ]}

انقرضت أكثر من 123 نوعًا من حيوانات المياه العذبة في أمريكا الشمالية منذ عام 1900. ومن بين أنواع المياه العذبة في أمريكا الشمالية، يُقدّر أن 48.5% من بلح البحر، و22.8% من بطنيات الأقدام ، و32.7% من جراد البحر، و25.9% من البرمائيات، و21.2% من الأسماك إما مهددة بالانقراض أو معرضة للخطر. ^{[ 22 ]} وقد ترتفع معدلات انقراض العديد من الأنواع بشكل حاد خلال القرن القادم بسبب الأنواع الغازية، وفقدان الأنواع الأساسية، والأنواع التي انقرضت وظيفيًا بالفعل (مثل الأنواع غير القادرة على التكاثر). ^{[ 22 ]} وحتى مع استخدام تقديرات متحفظة، فإن معدلات انقراض أسماك المياه العذبة في أمريكا الشمالية أعلى بـ 877 مرة من معدلات الانقراض الطبيعية (واحدة كل 3 ملايين سنة). ^{[ 30 ]} وتُقدّر معدلات انقراض حيوانات المياه العذبة بنحو خمسة أضعاف معدلات انقراض الحيوانات البرية، وهي مماثلة لمعدلات انقراض مجتمعات الغابات المطيرة. ^{[ 22 ]} نظراً للحالة المزرية للتنوع البيولوجي للمياه العذبة، قام فريق من العلماء والممارسين من جميع أنحاء العالم مؤخراً بصياغة خطة عمل طارئة لمحاولة استعادة التنوع البيولوجي للمياه العذبة. ^{[ 31 ]}

تركز تقنيات الرصد البيولوجي الحالية للمياه العذبة بشكل أساسي على بنية المجتمعات الحيوية، لكن بعض البرامج تقيس مؤشرات وظيفية مثل الطلب البيوكيميائي (أو البيولوجي) على الأكسجين، والطلب على الأكسجين في الرواسب، والأكسجين المذاب. ^{[ 6 ]} ويُرصد عادةً بنية مجتمعات اللافقاريات الكبيرة نظرًا لتنوع تصنيفها، وسهولة جمعها، وحساسيتها لمجموعة من عوامل الإجهاد، وقيمتها الإجمالية للنظام البيئي. ^{[ 32 ]} بالإضافة إلى ذلك، تُقاس بنية مجتمعات الطحالب (غالبًا باستخدام الدياتومات) في برامج الرصد البيولوجي. وتتميز الطحالب أيضًا بتنوعها التصنيفي، وسهولة جمعها، وحساسيتها لمجموعة من عوامل الإجهاد، وقيمتها الإجمالية للنظام البيئي. ^{[ 33 ]} وتنمو الطحالب بسرعة كبيرة، وقد تمثل مجتمعاتها تغيرات سريعة في الظروف البيئية. ^{[ 33 ]}

إضافةً إلى دراسة بنية المجتمع، تُدرس الاستجابات لضغوط المياه العذبة من خلال دراسات تجريبية تقيس التغيرات السلوكية للكائنات الحية، ومعدلات النمو والتكاثر والنفوق. ^{[ 6 ]} قد لا تعكس نتائج التجارب على نوع واحد في ظل ظروف مُحكمة دائمًا الظروف الطبيعية والمجتمعات متعددة الأنواع. ^{[ 6 ]}

يُعدّ استخدام المواقع المرجعية شائعًا عند تحديد الحالة الصحية المثالية للنظام البيئي للمياه العذبة. ويمكن اختيار هذه المواقع مكانيًا باختيار مواقع ذات تأثيرات بشرية محدودة. ^{[ 6 ]} ومع ذلك، يمكن أيضًا تحديد الظروف المرجعية زمنيًا باستخدام مؤشرات محفوظة، مثل صمامات الدياتومات ، وحبوب لقاح النباتات المائية، وكيتين الحشرات، وقشور الأسماك، لتحديد الظروف قبل حدوث اضطرابات بشرية واسعة النطاق. ^{[ 6 ]} غالبًا ما يكون من الأسهل إعادة بناء هذه الظروف المرجعية الزمنية في المياه الراكدة مقارنةً بالمياه الجارية، لأن الرواسب المستقرة تحافظ بشكل أفضل على المواد البيولوجية الدالة.

تُعقّد آثار تغيّر المناخ بشكل كبير، بل وتُفاقم في كثير من الأحيان، تأثيرات عوامل الضغط الأخرى التي تُهدد العديد من الأسماك، ^{[ 34 ]} واللافقاريات، ^{[ 35 ]} والعوالق النباتية، ^{[ 36 ]} وغيرها من الكائنات الحية. يُؤدي تغيّر المناخ إلى زيادة متوسط ​​درجة حرارة المسطحات المائية، وتفاقم مشكلات أخرى مثل التغيرات في تكوين الركائز ، وتركيز الأكسجين، وغيرها من التغيرات في النظام البيئي التي تُؤثر بدورها على بيولوجيا النظام. ^{[ 8 ]} وقد ارتفعت درجات حرارة المياه بالفعل بنحو  درجة مئوية واحدة، كما تسبب الانخفاض الكبير في الغطاء الجليدي في ضغوط لاحقة على النظام البيئي. ^{[ 8 ]}