Динамика температуры и растворенного кислорода в мелководном озере на фоне погодной изменчивости

Автор: Здоровеннова Галина Эдуардовна, Здоровеннов Роман Эдуардович, Пальшин Николай Иннокентьевич, Тержевик Аркадий Юрьевич

Журнал: Ученые записки Петрозаводского государственного университета @uchzap-petrsu

Рубрика: Физико-химическая биология

Статья в выпуске: 8 (169), 2017 года.

Бесплатный доступ

Рассматриваются особенности динамики температуры воды и растворенного кислорода в мелководном озере в течение трех последовательных лет с заметно отличающимися погодными условиями. Показано, что погодные условия конкретного года определяют продолжительность ледостава, биологического лета, летней стратификации, а также интенсивность теплообменных процессов с донными отложениями, скорость поглощения кислорода в придонных слоях водоема. Межгодовая изменчивость продолжительности биологического лета достигает месяца и обусловлена высокой вариабельностью дат его начала. Показано, что на фоне холодных осенних и весенних месяцев длительность ледостава увеличивается, при этом придонная аноксия существует до полугода, а общее уменьшение содержания растворенного кислорода в озере в течение зимы превышает 50 %, что может привести к катастрофическим последствиям для рыбного сообщества. Промежуточный взлом ледового покрова в начале зимы на фоне нетипично продолжительной теплой погоды, напротив, оказывает положительное влияние на кислородный режим озера зимой, уменьшая общее потребление кислорода до 30 % и снижая выраженность придонной аноксии. Аномально теплая погода конца зимы и начала весны может спровоцировать раннее развитие подледной конвекции и формирование прямой стратификации под ледяным покровом, а ее усиление после взлома льда на фоне теплой маловетреной погоды может заметно ухудшить кислородные условия в придонных слоях озера летом. Летняя аноксия выражена заметно слабее зимней; максимальное развитие получает при длительной стратификации водной толщи.

Еще

Мелководное озеро, период ледостава, погодные условия, температура воды, биологическое лето, растворенный кислород, аноксия

Короткий адрес: https://sciup.org/14751249

IDR: 14751249

Список литературы Динамика температуры и растворенного кислорода в мелководном озере на фоне погодной изменчивости

  • Георгиев А. П., Назарова Л. Е. Трансформация рыбной части сообщества в пресноводных экосистемах Республики Карелия в условиях изменчивости климата//Экология. 2015. № 4. С. 272-279.
  • Кляшторин Л. Б. Водное дыхание и кислородные потребности рыб. М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1982. 168 с.
  • Лазарева В. И., Соколова Е. А. Метазоопланктон равнинного водохранилища в период потепления климата: биомасса и продукция//Биология внутренних вод. 2015. № 3. С. 30-38 DOI: 10.7868/S0320965215030092
  • Петрова Л. П., Кудерский Л. А. Водлозеро: природа, рыбы, рыбный промысел. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2006. 196 с.
  • Тержевик А. Ю., Пальшин Н. И., Голосов С. Д. и др. Гидрофизические аспекты формирования кислородного режима мелководного озера, покрытого льдом//Водные ресурсы. 2010. Т. 37. № 5. С. 568-579.
  • Филатов Н. Н., Назарова Л. Е., Семенов А. В. и др. Изменения и изменчивость климата европейского Севера России и их влияние на водные объекты//Арктика. Экология и экономика. 2012. № 2. С. 80-93.
  • Филатов Н. Н., Руховец Л. А., Назарова Л. Е. и др. Влияние изменения климата на экосистемы озер севера европейской территории России//Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. Специальный выпуск. СПб.: РГГМУ, 2014. № 34. С. 48-56.
  • Arvola L., George G., Livingstone D. M. et al. The impact of the changing climate on the thermal characteristics of lakes//The Impact of Climate Change on European Lakes. D. G. George (ed.). Aquatic Ecology. Series 4. Springer Science+Business Media B. V. 2010 DOI: 10.1007/978-90-481-2945-4_6
  • Bartosiewicz M., Laurion I., Clayer F., Maranger R. Heat-Wave Effects on Oxygen, Nutrients, and Phytoplankton Can Alter Global Warming Potential of Gases Emitted from a Small Shallow Lake//Environ. Sci. Technol. 2016. Vol. 50. № 12. P. 6267-6275 DOI: 10.1021/acs.est.5b06312
  • Bouffard D., Ackerman J. D., Boegman L. Factors affecting the development and dynamics of hypoxia in a shallow large stratified lake: Hourly to seasonal patterns//Water Resour. Res. 2013. Vol. 49. № 5. P. 2380-2394. URL: http://dx.doi. org/10.1002/wrcr.20241.
  • Golosov S., Terzhevik A., Zverev I. et al. Climate change impact on thermal and oxygen regime of shallow lakes//Tellus A. 2012. Vol. 64. P. 17264 DOI: 10.3402/tellusa.v64i0.17264
  • Greenbank J. Limnological conditions in ice-covered lakes, especially as related to winter-kill of fish//Ecol. Monogr. 1945. Vol. 15. № 4. Р. 343-392.
  • Leppi J. C., Arp C. D., Whitman M. S. Predicting Late Winter Dissolved Oxygen Levels in Arctic Lakes Using Morphology and Landscape Metrics//Environ. Manage. 2016. Vol. 57. P. 463-473 DOI: 10.1007/s00267-015-0622-x
  • Malm J., Terzhevik A., Bengtsson L. et al. Temperature and Hydrodynamics in Lake Vendurskoe during Winter 1995/1996. Department of Water Resources Engineering, Institute of Technology. University of Lund, 1997. № 3213. 203 p.
  • Meding M. E., Jackson L. J. Biotic, chemical, and morphometric factors contributing to winter anoxia in prairie lakes//Limnol. Oceanogr. 2003. Vol. 48. № 4. P. 1633-1642.
  • Müller B., Bryant L. D., Matzinger A., Wüest A. Hypolimnetic oxygen depletion in eutrophic lakes//Environ. Sci. Technol. 2012. Vol. 46. № 18. P. 9964-9971 DOI: 10.1021/es301422r
  • Nürnberg G. K. Quantifying anoxia in lakes//Limnology and Oceanography. 1995. Vol. 40. № 6. Р. 1100-1111 DOI: 10.4319/lo.1995.40.6.1100
  • Odum E., Barret G. Fundamentals of Ecology. 5th ed. Brooks Cole, Florence, KY, 2004. 624 p.
  • O’Reilly C. M., Sharma S., Gray D. K. et al. Rapid and highly variable warming of lake surface waters around the globe//Geophysical Research Letters. 2015. Vol. 42. № 24. P. 10773-10781 DOI: 10.1002/2015GL066235
  • Schindler D. W., Bayley S. E., Parker B. R. The effects of climatic warming on the properties of boreal lakes and streams at the Experimental Lakes Area, northwestern Ontario//Limnol. Oceanogr. 1996. Vol. 41. № 5. P. 1004-1017.
  • Shuter B., Helland I. P., Zweimü I., Hölker F. The role of winter phenology in shaping the ecology of freshwater fish and their sensitivities to climate change.//Aquatic Sciences. 2012. Vol. 74. № 4. P. 637-657 DOI: 10.1007/s00027-012-0274-3
  • Wetzel R. G. Limnology: Lake and River ecosystems. N. Y.: Academic Press, 2001. 1006 p.
  • Zdorovennov R., Palshin N., Zdorovennova G. et al. Interannual variability of ice and snow cover of a small shallow lake//Estonian Journal of Earth Sciences. 2013. Vol. 61. № 1. P. 26-32.
  • Zdorovennova G., Palshin N., Zdorovennov R. et al. The oxygen regime of a shallow lake//Geography, Environment, Sustainability. 2016. № 2. P. 47-57 DOI: 10.15356/2071-9388_02v09_2016_04
Еще
Статья научная