Установление пределов устойчивости существования экосистем актуальная задача, решение которой необходимо не только для создания теории эвтрофирования, но и для решения ряда практических вопросов. Пока мы располагаем очень небольшим количеством данных, характеризующих поступление в озера таких концентраций биогенных элементов, которые приводят к нарушению сбалансированности экосистем озер.
Пределы устойчивости экосистем в значительной степени определяются изменчивостью внешней среды. Пределы устойчивости озерных экосистем умеренной зоны выше, чем субтропиков и тропиков. Вот почему озера тропической зоны наиболее подвержены антропогенному воздействию, несмотря на то что для экосистем этих озер характерно наличие сильных и разносторонних связей. Последнее в соответствии с гипотезой эволюционного времени подтверждает наличие прямого соотношения между разнообразием системы и ее возрастом (Thiery, 1982). По мере старения экосистем устойчивость ее возрастает и достигает своего максимума в зрелых экосистемах. Примером озерных экосистем, не достигших устойчивости, обычно называют озера Крайнего Севера. Однако, как показали исследования Института озероведения РАН, это не совсем так. Здесь озера можно четко разделить по происхождению на ледниковые и термокарстовые, эти озера имеют разный возраст. Наиболее молодыми являются современные термокарстовые мелководные озера, возникшие в результате вытаивания льда из толщи минеральных грунтов или мерзлых бугристых торфяников. Эти озера действительно имеют нестабильную экосистему, что сказывается на видовом разнообразии планктонных и бентосных сообществ, которые значительно ниже, чем в глубоководных озерах ледникового происхождения, чей возраст определяется несколькими тысячами лет. Эти озера могут служить хорошим примером нестабильных и стабильных экосистем. Фитопланктон в первых представлен 30-56 видами против 105-127;во вторых зоопланктон представлен соответственно 5-8 и 19-36 видами, а простейшие соответственно 4-14 и 18-28 видами (Особенности..., 1992). Эти две группы озер различаются по функциональным показателям гидробионтов, прежде всего по соотношению продукционно-деструкционных процессов. В мелководных термокарстовых озерах, как правило, величины первичной продукции (Ф) значительно превышают скорость деструкции органического вещества (Д), коэффициент Ф/Д в абсолютном большинстве озер был больше единицы. Следовательно, эти озера способны к быстрому накоплению в толще воды органического вещества, создаваемого фитопланктоном и, следовательно, более уязвимы к эвтрофированию при поступлении дополнительных биогенных элементов. В глубоководных озерах со сбалансированными экосистемами наблюдалось преобладание деструкционных процессов над продукционными (коэффициент Ф/Д был меньше единицы). В более зрелых озерных экосистемах антропогенное воздействие (поступление буровых растворов) приводит к структурным и организационным перестройкам. Уменьшаются число видов и видовое разнообразие. Особенно четко это наблюдается в зоопланктонном сообществе, число видов которого уменьшается с 19-36 в природночистых озерах до 10-13 в загрязняемых. Число видов простейших также уменьшается с 18-28 до 5-11 соответственно, эта тенденция проявляется и у фитопланктона. Функциональные же показатели, и прежде всего соотношение продукционно-деструкционных процессов в этой группе озер, практически не меняются. Обратная картина наблюдалась в неустойчивых молодых экосистемах практически отсутствовали структурные и организационные перестройки, но четко проявлялись функциональные изменения повышение интенсивности продукционных процессов не сопровождалось повышением деструкционных. Намечалось еще более четкое отставание деструкционных процессов от продукционных. Все это указывает на то, что мелководные озера Болыпеземельской тундры, а их большинство в этом районе, в наибольшей степени реагируют на антропогенное воздействие, поскольку оно затрагивает функциональные особенности озер, что отрицательно сказывается на их жизнеспособности.
Как отмечалось в предыдущем разделе, хорошим критерием устойчивости может быть соотношение продукционно-деструкционных процессов. Было показано, что в довольно глубоких озерах, где основным источником органического вещества является фитопланктон, уменьшение показателей гетеротрофной активности микроорганизмов начинается с концентрации 0.06-0.08 мг/л общего фосфора (см. рис. 15). Указанные концентрации фосфора можно принять за тот предел, превышение которого может привести к нарушению устойчивости озерных экосистем. В водоемах, где высока продукция макрофитов (равна или выше продукции фитопланктона), деструкционные процессы значительно отстают от продукционных (суммарной первичной продукции фитопланктона и макрофитов) при значительно более низких концентрациях общего фосфора (Трансформация..., 1989).
Г. С. Шилькрот (1989) в качестве примера деградирующего озера, находящегося в критическом состоянии, приводит оз. Каракёль (г. Теберда, Северный Кавказ), где создается органического вещества больше, чем утилизируется и минерализуется.