Азот и фосфор необходимы организмам, поэтому проблема связана не с самим их присутствием, а с избыточным поступлением и ответом системы. EPA рассматривает стоки, сельскохозяйственный и ливневый перенос и другие источники питательной нагрузки. Часть вещества поступает через множество рассеянных путей, поэтому заметная труба не обязательно является главным источником для всего водоёма.[1]
Антропогенное эвтрофирование может ускорять изменения, которые в природных условиях шли бы иначе или медленнее. Но не каждый естественно богатый водоём загрязнён, и не всякая зелёная вода позволяет установить человеческую причину. Нужны данные о фоновых условиях, внешнем поступлении и изменении продуктивности и состава сообщества.
Как избыток питания меняет кислород и свет
Развитие фитопланктона уменьшает проникновение света, что может ухудшать условия для донных растений. После отмирания органика перерабатывается с расходом кислорода; при слабом перемешивании дефицит особенно выражен в нижних слоях. NOAA[2] связывает эвтрофирование с такими последствиями, включая гипоксию и некоторые вредоносные цветения. При этом токсичность зависит от состава организмов, а не от зелёной окраски как таковой.[2]
Дневное выделение кислорода при фотосинтезе не исключает его ночного или придонного дефицита. Поэтому высокий дневной показатель у поверхности способен сосуществовать с неблагополучием другой части водоёма. Кислород измеряют на разных глубинах, в разное время суток и в разные сезоны.
В экспериментальных озёрах Онтарио Шиндлер сравнил внесение сочетаний углерода, азота и фосфора. В разделённых частях одного озера выраженное эвтрофирование возникло в той, куда дополнительно вносили фосфор, при одинаковом внесении азота и углерода. Опыт показал причинную роль питательного элемента в исследованной системе, а не просто корреляцию между удобрением и цветением.[3]
Почему нужно знать ограничивающий элемент и накопленное наследие
В 37-летнем опыте на озере 227 снижение внесения азота вплоть до прекращения при продолжающемся поступлении фосфора не устранило эвтрофное состояние; важную роль играла азотфиксация. Это значимый результат для управления подобными озёрами. Однако его нельзя превращать в правило, что азот нигде не важен: морские, прибрежные и другие пресноводные системы могут иметь иные ограничения.[4]
Восстановление зависит не только от сегодняшнего внешнего поступления. Накопленные в донном материале вещества могут вновь включаться в обмен при изменении условий. Кроме того, время водообмена и перестройка сообщества создают задержки. Поэтому сокращение стоков не обязательно даёт немедленное исчезновение цветения, а обработка водорослей не заменяет уменьшение питающей их нагрузки.
Эвтрофирование оценивают через поступление и доступность питательных элементов, их удержание и ответ сообщества. Наблюдения охватывают водосбор, воду и донные отложения в разные сезоны.