Реакция экосистемы Онежского озера в весенне-летний период на аномально высокую температуру воздуха зимы 2019/2020 годов

Изучение и прогноз последствий воздействия изменений климата на водные экосистемы является одной из актуальных задач гидроэкологии и гидробиологии. В последние 30 лет на метеостанциях в районе Онежского озера отмечается устойчивое повышение среднегодовой температуры воздуха. Зимой 2019/2020 гг. регистрировалась аномально высокая температура воздуха, которая превысила климатическую норму на 5–9°С. По спутниковым данным впервые за 65-летнюю историю наблюдений на большей части открытого плеса Онежского озера отсутствовал ледовый покров. Для оценки последствий для Онежского озера аномально теплой зимы изучено состояние его экосистемы в последующий весенне-летний период. В июне 2020 г. были измерены температура воды, концентрация хлорофилла “а”, фотосинтез, и изучены структурные показатели фитопланктона в озере общепринятыми методами. На основании данных температурных датчиков буйковой станции было установлено, что весенний термический бар прошел на 10–15 дней раньше среднемноголетних сроков, плотностная температурная стратификация воды установилась на 15–20 дней раньше. Температура поверхностного слоя воды в Онежском озере в июне 2020 г. была на 5–8°С выше среднемноголетних значений для периода весеннего перемешивания и соответствовала периоду летнего нагревания воды. В открытом плесе озера наблюдалось смещение фенологических фаз развития фитопланктона, в частности, на месяц раньше сформировался его летний состав, сезонный максимум хлорофилла “а” и первичной продукции. В Кондопожской губе озера, испытывающей наибольшую антропогенную фосфорную нагрузку, уровень развития фитопланктона в этот период впервые достиг a-эвтрофного состояния.

1. Баклагин В.Н. Изменчивость ледовитости Онежского озера в период 2000–2018 гг. по спутниковым данным // Лёд и Снег. 2018. Т. 58. № 4. С. 552–558.

2. Вислянская И.Г. Фитопланктон // Экосистема Онежского озера и тенденции ее изменения. Л.: Наука, 1990. С. 183–192.

3. ГОСТ 17.1.0402.90. Вода. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла “а”. М.: ФГУП “Стандартинформ”, 1990. 14 с.

4. Калинкина Н.М., Теканова Е.В., Сярки М.Т. Экосистема Онежского озера: реакция водных сообществ на антропогенные факторы и климатические изменения // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2017. № 1. С. 4–18.

5. Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. 285 с.

6. Кузьмин Г.В. Фитопланктон // Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М.: Наука, 1975. С. 78–87.

7. Назарова Л.Е. Современное состояние и изменчивость климата на водосборах Онежского озера и Выгозерско-Ондского водохранилища / Крупнейшие озера-водохранилища Северо-Запада европейской территории России: современное состояние и изменения экосистем при климатических и антропогенных воздействиях / под ред. Н.Н. Филатова. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2015. С. 10–19.

8. Петров М.П. Термический режим // Экосистема Онежского озера и тенденции ее изменения. Л.: Наука, 1990. С. 32–37.

9. Петрова Н.А. Фитопланктон Онежского озера // Растительный мир Онежского озера. Л.: Наука, 1971. С. 88–127.

10. Теканова Е.В., Калинкина Н.М., Здоровеннов Р.Э., Макарова Е.М. Результаты исследования экосистемы Онежского озера в период летней стратификации по данным экспедиции 2017 г // Тр. Карел. науч. центра РАН. Сер. Лимнология. Океанология. 2018. № 9. С. 44–53.

11. Теканова Е.В., Сярки М.Т. Особенности фенологии первично-продукционного процесса в пелагиали Онежского озера // Изв. РАН. Сер. биол. 2015. № 6. С. 661–667.

12. Тимакова Т.М., Теканова Е.В. Характеристика процессов первичного продуцирования органического вещества // Онежское озеро. Экологические проблемы. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 1999. С. 158–174.

13. Федоров В.Д. О методах изучения фитопланктона и его активности. М.: Наука, 1979. 166 с.

14. Филатов Н.Н., Баклагин В.Н., Ефремова Т.В., Пальшин Н.И. Изменчивость температуры воды и характеристик ледяного покрова Ладожского и Онежского озера // Диагноз и прогноз термогидродинамики и экосистем великих озер России / под ред. Н.Н. Филатова. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2020. С. 53–67.

15. Чекрыжева Т.А. Таксономическая и экологическая характеристика фитопланктона Онежского озера // Тр. Карел. науч. центра РАН. Сер. Биогеография. 2012. Вып. 13. № 1. С. 56–69.

16. Austin J.A., Colman S.M. Lake Superior summer water temperatures are increasing more rapidly than regional air temperatures: A positive ice-albedo feedback // Geophys. Res. lett. 2007. V. 34. Iss. 6. P. 1–5.

17. Efremova T., Palshin N., Zdorovennov R. Long-term characteristics of ice phenology in Karelian lakes // Estonian J. Earth Sci. 2013. V. 62. № 1. P. 33–41.

18. Filatov N., Baklagin V., Efremova T., Nazarova L., Palshin N. Climate change impacts on the watersheds of Lakes Onego and Ladoga from remote sensing and in situ data // Inland Waters. 2019. V. 9. P. 130–141. https://doi.org/10.1080/20442041.2018.1533355

19. Frolov D. Peculiarities of weather and ground freezing conditions in Siberia and Russian Arctic in winter and spring period of 2019/2020 // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1614. P. 1–5.

20. Kangur K., Ginter K., Kangur A., Kangur P., Möls T. How did the late 1980s climate regime shift affect temperaturesensitive fish population dynamics: case study of Vendace (Coregonus albula) in a large north-temperate lake // Water. 2020. V. 12. P. 1–16.

21. Karetnikov S.G., Naumenko M.A. Recent trends in Lake Ladoga ice cover // Hydrobiologia. 2008. V. 599. P. 41–48.

22. Magnuson J.J., Robertson D.M., Benson B.J., et al. Historical trends in lake and river ice cover in the Northern Hemisphere // Science. 2000. V. 289. P. 1743–1746.

23. O’Reilly C.M., Sharma S., Gray D.K., et al. Rapid and highly variable warming of lake surface waters around the globe // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. Iss. 24. P. 10773–10781.

24. Reid P.C., Hari R.E., Beaugrand G., et al. Global impacts of the 1980s regime shift // Glob. Change Biol. 2016. V. 22. Iss. 2. P. 682–703.

25. Robertson D.M., Ragotzkie R.A., Magnuson J.J. Lake ice records used to detect historical and future climatic changes // Climatic Change. 1992. V. 21. P. 407–427.

26. Woolway R.I., Dokulil M.T., Marszelewski W., Schmid M., Bouffard D., Merchant C.J. Warming of Central European lakes and their response to the 1980s climate regime shift // Clim. Change. 2017. V. 142. Iss. 3–4. P. 505–520.