Response of Lake Onego Ecosystem in the Spring–Summer Period to Anomaly High Air Temperature in Winter 2019/2020

• Published in: Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Geograficheskaya
• Main Authors: N. Kalinkina M., E. Tekanova V., T. Efremova V., N. Palshin I., L. Nazarova E., V. Baklagin N., R. Zdorovennov E., V. Smirnova S., Н. Калинкина М., Е. Теканова В., Т. Ефремова В., Н. Пальшин И., Л. Назарова Е., В. Баклагин Н., В. Павлейчик М., Ю. Падалко А.
• Other Authors: The study was conducted within the framework of the state assignment no. 0218-2019-0085 given to the Karelian Research Center of the Russian Academy of Sciences (Northern Water Problems Institute, KRC, RAS)., Работа выполнена в рамках госзадания Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН № 0218-2019-0085.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya 2022
• Subjects: : Lake Onego; climate warming; ice cover; water temperature; phytoplankton; chlorophyll “a;” primary production; Онежское озеро; потепление климата; ледовитость; температура воды; фитопланктон; хлорофилл “а”; первичная продукция; Arctic
• Online Access: https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1476; https://doi.org/10.31857/S2587556621060078

Studying and forecasting the consequences of the climate change impact on aquatic ecosystems are among the important tasks of hydroecology and hydrobiology. Over the past 30 years, according to data of meteorological stations on the catchment area of Lake Onego–the largest reservoir of Northwestern Russia—the average annual air temperature is steadily increasing. In the winter of 2019–2020, an abnormally high air temperature was recorded, which exceeded the climatic norm by 5–9 °С. According to satellite data, in winter 2020, for the first time in the 65-year history of observations, there was no ice cover on most of the open part of Onego. To assess the consequences of an abnormally warm winter for the ecosystem of Onego, its state in the spring–summer period was studied. In June 2020, the water temperature, the concentration of chlorophyll “a,” and photosynthesis were measured, and the structural parameters of phytoplankton in Onego were studied using standard methods. Based on the data from the temperature sensors of the buoy station, it was found that the spring thermal bar passed 10–15 days earlier than the average long-term periods, the temperature stratification of water was established 15–20 days earlier. The temperature of the surface water layer in Onego in June 2020 was 5–8°C higher than the average long-term values for the period of spring mixing and corresponded to the period of summer heating of water. In the open part of the lake, a shift in the phenological phases of phytoplankton development was observed, in particular, its summer composition, the seasonal maximum of chlorophyll “a,” and primary production were formed a month earlier. In the Kondopoga Bay of Onego, which was exposed to the highest anthropogenic phosphorus load, the level of phytoplankton development first reached the a-eutrophic state. 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.