Чёрные, прозрачные и белые воды: сравнение типов рек Амазонии

Сравнение типов вод Амазонии по Сиоли: происхождение, pH, электропроводность, гуминовые вещества, взвесь и прозрачность, какие рыбы где живут и что это значит для аквариума.

Происхождение классификации

Альфред Рассел Уоллес впервые разделил реки Амазонии на чёрные, прозрачные и белые в 1853 году. Харальд Сиоли с 1950-х годов определил эти типы по физическим и химическим признакам — цвету воды, прозрачности, pH и электропроводности — и связал каждый тип с геологией водосбора. Именно эта связь с ландшафтом объясняет, почему схема используется до сих пор, хотя более поздние данные показывают, что реальные реки разнообразнее трёх категорий. Содержанию в чёрной воде посвящены отдельное руководство и руководства по танинам и торфу; здесь сравниваются все три типа.

Три типа вкратце

Значения в таблице — классическое описание в изложении Ríos-Villamizar и соавторов (2020). Электропроводность белой воды снижается вдоль Амазонки примерно со 120–140 мкСм/см у Анд до 30–50 мкСм/см в нижнем течении, поскольку её разбавляют бедные электролитами чёрные и прозрачные притоки.

Что показал метаанализ 380 рек

Ríos-Villamizar и соавторы свели данные по 380 рекам и ручьям Амазонии. Лишь около половины вписались в три типа Сиоли: 105 оказались белыми, 76 — чёрными и только 12 — прозрачными в строгом смысле, тогда как 49,2 % представляли промежуточные, смешанные воды. Авторы считают pH ключевым параметром для разделения бедных электролитами вод, а содержание щелочных и щёлочноземельных металлов и карбонатов — более надёжным признаком, чем количество взвеси или прозрачность.

• Белая вода: pH 6,0–8,5 (в среднем около 7,0), электропроводность 30–760 мкСм/см (в среднем около 119), средняя прозрачность 0,43 м. Это карбонатные воды, богатые кальцием.
• Чёрная вода: pH 3,6–5,5 (в среднем 4,8), электропроводность 3,75–28 мкСм/см (в среднем около 12), средняя прозрачность 0,99 м. Содержание гуминовых веществ в Риу-Негру примерно в десять раз выше, чем в Солимойнсе/Амазонке, а среди немногочисленных катионов преобладает натрий.
• Прозрачная вода: pH 5,3–7,2 (в среднем 6,4), электропроводность 5,1–53,6 мкСм/см (в среднем около 17), средняя прозрачность 1,6 м, до 3,55 м и более, хотя встречаются и значения менее 50 см.

Химия воды меняется также по сезонам и с уровнем воды, а некоторые белые реки, например Путумайо/Иса, Жапура, Жавари и Пурус, в отдельные даты отбора проб могут походить на чёрные.

Минералы, органика и свет

Википедия приводит прямое сравнение Риу-Негру и Амазонки: pH 5,1 против 6,9, электропроводность 9 против 57 мкСм/см, кальций 0,21 против 7,2 мг/л; магния и натрия в Негру также гораздо меньше. Чёрные воды несут много растворённого органического углерода — около 5–30 мг C/л, состоящего из гуминовых и фульвокислот, образующихся при микробном разложении растительного материала. Из-за острой нехватки кальция улитки в чёрной воде немногочисленны. Прозрачные реки переносят в основном песок и каолинит, тогда как в отложениях белых рек больше иллита и монтмориллонита. Плодородные наносы белых рек откладываются в варзеа, которая ежегодно затапливается на 10–15 м и относится к самым продуктивным районам Амазонии.

Какие рыбы происходят из каждого типа

• Чёрная вода: кардинал-тетра (Paracheirodon axelrodi) описывается как рыба, приуроченная к чёрным водам, а белые притоки, по-видимому, служат барьерами между её популяциями. У изученных тетр из таких вод поглощение ионов продолжает работать при очень низком pH; у неоновой тетры (Paracheirodon innesi) поглощение натрия не менялось вплоть до pH 3,25.
• Оба типа: у Triportheus albus есть отдельные популяции в белой и чёрной воде. У рыб из чёрной воды выше гемоглобин, гематокрит, содержание натрия и кальция в крови и активность ионных насосов жабр — это приспособления к бедной ионами кислой воде.
• Белая вода: поймы варзеа — важные места нереста, где рыбы используют затопленный лес. Википедия отмечает, что зоны смешения чёрных и белых вод привлекают молодь рыб.
• Прозрачная вода: протяжённые участки порогов населяют специализированные реофильные рыбы, не встречающиеся больше нигде. Зебра-плеко (Hypancistrus zebra) — эндемик короткого участка Шингу, где ей нужно сильное, богатое кислородом течение среди гладких камней и пещер.

Перенос каждого типа в аквариум

Природные значения задают ориентиры, а не рецепты, и аквариум не может воспроизвести весь диапазон ни одного типа. Для видов чёрной воды Seriously Fish описывает биотоп кардинал-тетры как кислую воду с ничтожной карбонатной жёсткостью и электропроводностью, окрашенную гуминовыми веществами, с листовым опадом, корнями и ветками. Ресурс предлагает песок, коряги, сухую листву и довольно тусклый свет и указывает, что природный торф не нужен, а его добыча разрушает природу. Дикие рыбы хуже переносят ухудшение воды, чем выращенные на фермах.

Для видов прозрачной воды данные указывают на низкую электропроводность, слабокислый или нейтральный pH и высокую прозрачность над песком и камнями. Рыбам из порогов также нужны сильное течение и высокое содержание кислорода. Для видов белой воды химия близка к нейтральной и богаче кальцием и карбонатами, чем в двух других типах. Рассмотренные источники не описывают аквариумного способа воспроизвести мутность белой воды. Региональные оформления разобраны в руководствах по биотопам Амазонки и Ориноко, а способы умягчения и подкисления — в руководствах по химии воды.