Роль термогидрофизических процессов в распределении хлорофилла “а” в водной толще малого мезотрофного озера

По результатам многолетних натурных измерений (2009–2019 гг.) исследована изменчивость концентраций хлорофилла “а” в водной толще небольшого оз. Вендюрского (Карелия) в период открытой воды. По данным измерений потоков солнечной радиации оценена глубина фотической зоны, а по измерениям температуры рассчитана устойчивость водной толщи озера (частота Брента–Вяйсяля). В соответствии с данными измерений флюорозондом показано, что, когда водная толща озера находится в состоянии гомотермии, концентрации хлорофилла “а” равномерно распределены по водному столбу, с некоторым повышением криптофитовых и сине-зеленых водорослей в пределах фотической зоны. При усилении термической стратификации и гравитационной устойчивости в водной толще озера (N ≥ 0.025 рад/с) возрастает “мозаичность” в распределениях всех видов водорослей, максимальные концентрации хлорофилла “а” приурочены к поверхностному перемешанному слою, ниже слоя скачка температуры они резко снижаются. В составе планктонного сообщества озера по концентрации хлорофилла “а” весной и летом преобладают зеленые (в мае 30– 50%, в июне 35–55%) и диатомовые водоросли (в мае 30–50%, в июне 17–47%). Осенью резко уменьшается доля зеленых до 5–20% и увеличивается доля диатомовых водорослей до 40–80%. В отдельные годы осенью наблюдается массовое развитие сине-зеленых (до 30–55%) и криптофитовых (до 40%) водорослей. Функционирование форелевого хозяйства на оз. Вендюрском в течение 12 лет не привело к значимым изменениям общей концентрации хлорофилла “а”. В исследованный период осенью (за исключением двух лет наблюдений) доля концентрации хлорофилла “а” диатомовых водорослей в процентном соотношении постепенно увеличивалась от 40–50 до 80%, доли зеленых, криптофитовых и сине-зеленых видов уменьшались.

1. Вологдин М.П. Гидрооптические особенности малых озер Забайкалья (на примере ИваноАрахлейских). Новосибирск: Наука, 1981. 136 с.

2. Гавриленко Г.Г. Здоровеннова Г.Э., Волков С.Ю., Богданов С.Р., Здоровеннов С.Р. Устойчивость водной массы и ее влияние на кислородный режим полимиктического озера // Геополитика и экогеодинамика регионов. 2018. Т. 4(14). № 1. С. 57–71.

3. Здоровеннова Г.Э., Гавриленко Г.Г., Здоровеннов Р.Э., Маммарелла И., Ояла A., Хейсканен Ю., Тержевик А.Ю. Эволюция температуры водной толщи бореальных озер на фоне изменений регионального климата // Изв. РГО. 2017. Т. 149. Вып. 6. С. 59–74.

4. Ильмаст Н.В., Китаев С.П., Кучко В.Я., Павловский С. А. Гидроэкология разнотипных озер южной Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2008. 92 с.

5. Китаев С.П., Стерлигова О.П., Павловский С.А., Комулайнен С.Ф., Кучко Я.А. Оценка влияния форелевой фермы на озерно-речную экосистему реки Лижма (бассейн Онежского озера) // Биология внутренних вод. 2003. № 2. С. 92–99.

6. Коваленко В.Н. Содержание хлорофилла в озерах Вендюрско Вохтозерской группы // Исследование озерно-речных систем Карелии. Оперативно-информационные материалы. Петрозаводск, 1982. С. 36–40.

7. Коваленко В.Н. Содержание хлорофилла и продукционные процессы в различных по трофности озерах // Органическое вещество и биогенные элементы в водах Карелии. Петрозаводск, 1985. С. 165–177.

8. Коваленко В.Н., Сергеева Г.А. Внутригодовая динамика содержания хлорофилла и первичной продукции в озерах Вендюрско-Вохтозерской группы // Тезисы докладов 2-й республиканской конференции молодых ученых Карелии по рыбохозяйственным исследованиям внутренних водоемов, Петрозаводск, 1980. С. 15–17.

9. Кучко Я.А., Савосин Е.С. Оценка состояния сообществ зоопланктона и макрозообентоса экосистемы Маслозера в зоне размещения форелевого хозяйства // Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2020. № 5(172). С. 10–19.

10. Милянчук Н.П., Ильмаст Н.В., Стерлигова О.П., Распутина Е.Н., Филатов И.В. Рыбное население Сямозера в районе форелевого хозяйства // Труды КарНЦ РАН. № 11. Сер. Экологические исследования. 2019. С. 42–49.

11. Озера Карелии. Справочник. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2013. 464 с.

12. Пальшин Н.И., Здоровеннова Г.Э., Здоровеннов Р.Э., Ефремова Т.В., Гавриленко Г.Г., Тержевик А.Ю. Влияние весенней подледной освещенности и конвективного перемешивания на распределение хлорофилла “а” в малом мезотрофном озере // Водные ресурсы. 2019. Т. 46. № 3. С. 259–269.

13. Расписание погоды. URL: http://rp5.ru (дата обращения: 19.02.2021).

14. Северо-Евразийский климатический центр. URL: http://seakc.meteoinfo.ru/actuals (дата обращения: 19.02.2021).

15. Стерлигова О.П., Ильмаст Н.В., Кучко Я.А., Савосин Е.С. Состояние пресноводной экосистемы при товарном выращивании радужной форели в озере Верхнее Пулонгское (Северная Карелия) // Вопросы рыболовства. 2015. 16(1). С. 126–132.

16. Стерлигова О.П., Ильмаст Н.В., Кучко Я.А., Комулайнен С.Ф., Савосин Е.С., Барышев И.А. Состояние пресноводных водоемов Карелии с товарным выращиванием радужной форели в садках. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2018. 127 с

17. Суторихин И.А., Букатый В.И., Акулова О.Б. Спектральный вклад компонентов озерной воды в показатель ослабления света в разнотипных водоемах юга Западной Сибири // Изв. АлтГУ. Серия Физика. 2015. № 1-1(85). С. 59–63.

18. Чехин Л.П. Световой режим водоемов. Петрозаводск: Карельский филиал АН СССР, 1987. 130 с.

19. FAO. 2020. The State of World Fisheries and Aquaculture 2020. In brief. Sustainability in action. Rome. https://doi.org/10.4060/ca9231en

20. Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L., Boyarinov P., Glinsky A., Palshin N., Petrov M. A field study of Thermo- and Hydrodynamics in three Small Karelian Lakes during winter 1994/1995 / Department of Water Resources Engineering. Institute of Technology. University of Lund, 1996. № 3197. 220 p.

21. O’Reilly C. M., Sharma S., Gray D. et al. Rapid and highly variable warming of lake surface waters around the globe // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. I. 24. P. 10773–10781. https://doi.org/10.1002/2015GL066235

22. Reavie E.D., Barbiero R.P., Allinger L.E., Warren G.J. Phytoplankton trends in the Great Lakes, 2001–2011 // J. Great Lake Res. 2014. 40. P. 618–639. https://doi.org/10.1016/j.jglr.2014.04.013

23. Reynolds C. Ecology of phytoplankton. Cambridge Univ. Press, 2006. 535 p.

24. Salmi P., Salonen K. Regular build-up of the spring phytoplankton maximum before ice-break in a boreal lake // Limnol. Oceanogr. 2016. 61(1). P. 240–253. https://doi.org/10.1002/lno.10214

25. Sharma S., Blagrave K., Magnuson J.J. et al. Widespread loss of lake ice around the Northern Hemisphere in a warming world // Nat. Clim. Chang. 2019. 9. P. 227–231 https://doi.org/10.1038/s41558-018-0393-5

26. Suarez E.L., Tiffay M.-C., Kalinkina N., Tchekryzheva T., Sharov A., Tekanova E., Syarki M., Zdorovennov R. E., Makarova E, Mantzouki E., Venail P., Ibelings B.W. Diurnal variation in the convection-driven vertical distribution of phytoplankton under ice and after ice-off in large Lake Onego (Russia) // Inland Waters. 2019. 9(2). P. 193–204, https://doi.org/10.1080/20442041.2018.1559582

27. Yang Y., Colom W., Pierson D., Pettersson K. Water column stability and summer phytoplankton dynamics in a temperate lake (Lake Erken,