Primary production in the littoral zone of Lake Onego and its contribution to the productivity of the reservoir

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

For the first time, two-year seasonal studies of phytoplankton production were carried out in the rocky-sandy littoral zone of the northern deep and cold-water Lake Onego. The research results showed that photosynthesis is characterized by two or three seasonal maxima, the values of which are within the limits of oligotrophic ecosystems. The main primary producers, the concentration of phosphorus in water, and water temperature during the growing season are considered. Differences in the seasonal dynamics of photosynthesis and a similar level of seasonal average and maximum values were revealed in comparison with the deep-water region of the lake. The small contribution of littoral phytoplankton production to the primary productivity of the ecosystem is shown.

About the authors

E. V. Tekanova

Karelian Research Center of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: etekanova@mail.ru

Northern Water Problems Institute

Russian Federation, ave. A. Nevsky, 50, Petrozavodsk, 185000

References

  1. Бехтерева Г. В., Кравченкова Т. Г. Климатические особенности года // Государственный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Карелия в 2014 году. Петрозаводск: ООО “Версо”, 2015. С. 10–13.
  2. Бондаренко Н. А., Русанов И. И., Черницына С. М., Шубенкова О. В., Захаренко А. С., Погодаева Т. В., Пименов Н. В., Земская Т. И. Структура и продукционный потенциал летнего фитопланктона озера Байкал в современный период // Водн. рес. 2022. Т. 49. №1. С. 66–76.doi: 10.31857/S0321059622010059
  3. Бондаренко Н. А., Русанов И. И.,Черницына С.М., Шубенкова О. В., Пименов Н. В., Земская Т. И. Функционирование микроводорослей подледного планктона и ледовой интерстециали в прибрежной зоне озера Байкал // Микробиология. 2020. Т. 89. № 3. С. 344–355.doi: 10.31857/S0026365620030064
  4. Бульон В. В. Радиоуглеродный метод определения первичной продукции фитопланктона, его возможности и ограничения в сравнении с кислородным // Методические вопросы изучения первичной продукции планктона внутренних водоемов. СПб: Гидрометеоиздат, 1993. С. 147–157.
  5. Бульон В. В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. Л: Наука, 1983. 150 с.
  6. Диагноз и прогноз термогидродинамики и экосистем великих озер России. Петрозаводск: Карельск. науч. центр РАН, 2020. 255 с.
  7. Калинкина Н., Полякова Т., Сярки М., Теканова Е. Научные основы биомониторинга Онежского озера // Докл. Академии наук. 2018а. Т. 482. № 1. С. 92–95.
  8. Калинкина Н. М., Теканова Е. В., Сабылина А. В., Рыжаков А. В. Изменения гидрохимического режима Онежского озера с начала 1990-х годов //Изв. РАН. Сер. географ. 2019. № 1. С. 62–72.doi: 10.31857/S2587-55662019162-72.
  9. Калинкина Н. М., Филатов Н. Н., Теканова Е. В., Балаганский А. Ф. Многолетняя динамика стока железа и фосфора в Онежское озеро с водами р. Шуя в условиях климатических изменений // Региональная экология. 2018б. Т. 52. № 2. С. 65–73.doi: 10.30694/1026-5600-2018-2-65-73.
  10. Кравченкова Т. Г., Бехтерева Г. В. Климатические особенности года // Государственный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Карелия в 2013 году. Петрозаводск: ООО “Версо”, 2014. С. 12–18.
  11. Кузнецов С. И., Дубинина Г. А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. 288 с.
  12. Мартынова М. В. Донные отложения как составляющая лимнических экосистем. М: Наука, 2010. 243 с.
  13. Онежское озеро: Атлас. Петрозаводск: Карельск. науч. центр РАН, 2010. 151 с.
  14. Петрова Н. А. Сукцессии фитопланктона при антропогенном эвтрофировании больших озер. Л.: Наука, 1990. 187 с.
  15. Распопов И. И. Высшая водная растительность больших озер Северо-запада СССР. Л.: Наука, 1985. 197 с.
  16. Распопов И. И. Высшая водная растительность литоральной зоны Онежского озера // Литоральная зона Онежского озера. Л.: Наука, 1975. C. 103–122.
  17. Ривьер И. К., Гусаков В. А., Жгарева Н. Н., Перова С. Н., Столбунова В. Н., Щербина Г. Х. Изменения структурно-функциональных характеристик биологических сообществ. Уровенный режим // Экологические проблемы Верхней Волги. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. С. 282–283.
  18. Рычкова М. А. Перифитон литоральной зоны Онежского озера // Литоральная зона Онежского озера. Л.: Наука, 1975. C. 123–137.
  19. Рычкова М. А. Перифитон Онежского озера // Гидробиол. ж. 1979. Т. 15. № 3. С. 13–18.
  20. Сабылина А. В. Современный гидрохимический режим озера // Онежское озеро, экологические проблемы. Петрозаводск: Карельск. науч. центр РАН, 1999. С. 58–108.
  21. Сабылина А. В., Лозовик П. А., Зобков М. Б. Химический состав воды Онежского озера и его притоков // Водн. рес. 2010. Т. 37. № 6. С. 717–729.
  22. Сабылина А. В., Рыжаков А. В. Гидрохимическая характеристика литоральной зоны Онежского озера // Водн. рес. 2018. Т. 45. № 2. С. 179–187.doi: 10.7868/S0321059618020074
  23. Сярки М. Т. Изучение траекторий сезонной динамики планктона с помощью метода двойного сглаживания // Принципы экологии. 2013. № 1. С. 62–68.doi: 10.15393/j1.art.2013.2141
  24. Сярки М. Т., Теканова Е. В. Сезонный цикл первичной продукции в Онежском озере // Изв. РАН. Сер. биол. 2008. № 5. С. 621–625.
  25. Теканова Е. В., Сярки М. Т. Особенности фенологии первично-продукционного процесса в пелагиали Онежского озера // Изв. РАН. Сер. биол. 2015. № 6. C. 645–652.doi: 10.7868/S0002332915060119
  26. Тимакова Т. М., Теканова Е. В. Характеристика процессов первичного продуцирования органического вещества // Онежское озеро. Экологические проблемы. Петрозаводск: Карельск. науч. центр РАН, 1999. С. 158–174.
  27. Чекрыжева Т. А., Калинкина Н. М. Структура и сезонная динамика фитопланктонных сообществ в открытой и закрытой литорали Онежского озера (Пиньгуба, Пухтинская бухта) // Тр. Карельск. научн. центра РАН. № 12. 2016. С. 83–95.doi: 10.17076/eco363
  28. Чекрыжева Т. А., Калинкина Н. М. Структура и сезонная динамика фитопланктоных сообществ в открытой и закрытой литорали Онежского озера (Пиньгуба, Пухтинская бухта) // Тр. Карельск. науч. центра РАН. 2016. № 12. С. 83–95.doi: 10.17076/eco363
  29. Auer M. T., Gatzke T. L. The Spring Runoff Event, Thermal Bar Formation, and Cross Margin Transport in Lake Superior // J. of Great Lakes Res. 2004. Vol. 30. Suppl. 1. P. 64–81. https://doi.org/10.1016/S0380-1330(04)70378-0
  30. Bartels P., Hirsch P. E., Svanback R., Eklov P. Dissolved organic carbon reduces habitat coupling by top predators in lake ecosystems // Ecosystems. 2016. V. 19. P. 955–967. https://doi.org/10.1007/s10021-016-9978-x
  31. Brothers S., Köhler J., Attermeyer K., Grossart H. P., Mehner T., Meyer N., Scharnweber K., Hilt S. A feedback loop links brownification and anoxia in a temperate, shallow lake // Limnol. Oceanogr. 2014. V. 59. № 4. P. 1388–1398. https://doi.org/10.4319/lo.2014.59.4.1388
  32. Cotner J. B., Kenning J., Scott J. T. The microbial role in littoral zone biogeochemical processes: Why Wetzel was right // Verh. Internat. Verein. Limnol. 2009. V. 30. Part 6. P. 981–984.
  33. Efremova T., Palshin N., Zdorovennov R. Long-term characteristics of ice phenology in Karelian lakes // Estonian Journal of Earth Sciences. 2013. V. 62. № 1. P. 33–41.doi: 10.3176/earth.2013.04
  34. Fahnenstiel G. L., Sayers M. J., Shuchman R. A., Yousef F., Pothoven S. A. Lake-wide phytoplankton production and abundance in the Upper Great Lakes: 2010–2013 // J. of Great Lakes Res. 2016. V. 42. Iss. 3. P. 619–629. https://doi.org/10.1016/j.jglr.2016.02.004
  35. Kalinkina N., Tekanova E., Korosov A., Zobkov M., Ryzhakov A. What is the extent of water brownification in Lake Onego, Russia // J. of Great Lakes Res. 2020. V. 46. Iss. 4. P. 850–861.doi: 10.1016/j.jglr.2020.02.008
  36. Ladoga and Onego – Great European Lakes. Observation and Modelling. Chichester: Springer-Praxis. 2010. 302 p.
  37. Padisák J., Scheffler W., Sipos C., Kasprzak P., Koschel R., Krienitz I. Spatial and temporal pattern of development and decline of the spring diatom populations in Lake Stechlin in 1999 // Arch. Hydrobiol. 2003. V. 58. P. 135–155. http://real.mtak.hu/id/eprint/3310
  38. Raspopov I. M., Andronikova I. N., Dotsenko O. N., Kurashov E.A, Letanskaya G.I, Panov V. E., Rychkova M. A., Telesh I. V., Tchernykh O.A, Vorontsov F. F. Littoral zone of Lake Ladoga: ecological state evaluation // Hydrobiologia. 1996. V. 322: P. 39–47. https://doi.org/10.1007/BF00031803
  39. Sarkkola S., Nieminen M., Koivusalo H., Laurén A., Kortelainen P., Mattsson T., Palviainen M., Piirainen S., Starr M., Finér L. Iron concentrations are increasing in surface waters from forested headwater catchments in eastern Finland // Science of the Total Environment. 2013. V. 463–464. P. 683–689. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.06.072
  40. 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. V. 9. № 2. P. 193–204.
  41. Urban N. R., Auer M. T., Green S. A., Lu X., Apul D. S., Powell K. D., Bub L. Carbon cycling in Lake Superior // Journal of geophysical research. 2005. V. 110. C06S90. https://doi.org/10.1029/2003JC002230
  42. Vollenweider R. A., Munavar M., Stadelmann P. A. Comparative review of phytoplankton and primary production in the Laurentian Great Lakes // J. Fish. Res. Board Canada. 1974. V. 31. № 5. P. 739–762.https://doi.org/10.1139/f74-100
  43. Wetzel R. G. Limnology: Lake and river ecosystems. London: Academic Press. 2001. 3rd ed. 850 p.
  44. Wetzel R. G. Microcommunities and microgradients: linking nutrient regeneration, microbial mutualism, and high sustained aquatic primary production // Neth. J. Aquat. Ecol. 1993. V. 27. P. 3–9.https://doi.org/10.1007/BF02336924
  45. Woolway R. I., Merchant C. J. Intralake heterogeneity of thermal responses to climate change: A study of large Northern Hemisphere lakes // J. Geoph. Res.: Atmospheres. 2018. V. 123. P. 3087–3098.https://doi.org/10.1002/2017JD027661
  46. Yurista P. M., Kelly J. R., Scharold J. V. Great Lakes nearshore-offshore: Distinct water quality regions // J. of Great Lakes Res. 2016. V. 42. Iss. 2. P. 375–385. https://doi.org/10.1016/j.jglr.2015.12.002
  47. Zobkov M., Zobkova M., Galakhina N., Efremova T., Efremenko N., Kulik N. Data on the chemical composition of Lake Onego water in 2019–2021 // Data in Brief. 2022. V. 42. P. 108079.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».