При эвтрофировании и загрязнении водоемов происходят изменения видового состава биоценозов, их структуры и функционирования. При этом при эвтрофировании смена видов может происходить без уменьшения видового разнообразия, а иногда даже наблюдается увеличение общего числа видов. По мере увеличения загрязнения происходит замещение одних видов другими и резкое уменьшение их числа. Как правило, остаются лишь эврибионтные виды, способные существовать в условиях низкого содержания кислорода и высокой концентрации растворенных и взвешенных органических веществ. Увеличение общей биомассы гидробионтов и их продукции при эвтрофировании водоема пропорционально увеличению количества первичной продукции, а в случае загрязнения — притоку органических веществ извне.
Эвтрофирование многих водоемов обусловлено увеличением фосфорной нагрузки. Для большинства олиготрофных вод именно фосфор считается лимитирующим биогенным элементом. Правда, воды некоторых озер содержат относительно много фосфатов и их продуктивность лимитируется нехваткой азота. Примером - такого озера может служить Севан.
В работе Фолленвейдера [130] приведен график (рис. 42), демонстрирующий связь между средней глубиной нескольких хорошо изученных (в основном европейских) озер и годовым поступлением в них общего фосфора. На графике различаются области значений, полученных для эвтрофных и олиготрофных озер. Эти области ограничены прямыми линиями, между которыми лежат значения, полученные для мезотрофных озер.
Далее будет показано, что максимально допустимая нагрузка фосфора на олиготрофные озера, кроме того, зависит и от их проточности. При одной и той же средней глубине эвтрофирование озер с высокой проточностью наступает при более высоких нагрузках фосфора по сравнению с озерами с низкой проточностью. Фолленвейдер (цит. по [30]) рассмотрел эти соотношения на математической модели перемешивающегося озера. Затем на основании данных для озер США и Канады он показал, что полученные с помощью модели результаты хорошо согласуются с эмпирическими данными.