Formation of the hydroecological structure of the Ivankovskoye reservoir in the summer period in adjacent years with different weather conditions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The article examines the conditions for the formation of the hydroecological regime of the Ivankovo Reservoir according to data from complex hydrological, hydrochemical and hydrobiological surveys carried out in August 2020–2022. The identified differences in hydroecological characteristics are associated with the peculiarities of weather conditions in the summer seasons. Despite the significant flow of the reservoir, in its bottom layer during prolonged hot weather the formation of oxygen-free conditions is possible, affecting exchange processes with the bottom, hydrobionts and methane emissions. Increased bioturbation of bottom sediments by benthos under oxygen deficiency activates metabolic processes at the water-bottom sediments boundary, including the release of methane. A strong “bloom” of the reservoir, characteristic of hot weather conditions in 2022, led to a reduction in the specific flux of methane from the surface due to its oxidation with an excess of oxygen in the surface layer.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. G. Grechushnikova

Lomonosov Moscow State University; Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences; Ivankovo Research Station of the Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences; Obukhov Institute of Atmospheric Physics of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: allavis@mail.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow; Konakovo; Moscow

I. L. Grigoryeva

Ivankovo Research Station of the Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: allavis@mail.ru
Russian Federation, Konakovo

D. V. Lomova

Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: allavis@mail.ru
Russian Federation, Moscow

E. R. Kremenetskaya

Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: allavis@mail.ru
Russian Federation, Moscow

A. B. Komissarov

Ivankovo Research Station of the Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: allavis@mail.ru
Russian Federation, Konakovo

L. P. Fedorova

Ivankovo Research Station of the Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: allavis@mail.ru
Russian Federation, Konakovo

V. A. Lomov

Lomonosov Moscow State University; Obukhov Institute of Atmospheric Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: allavis@mail.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

E. A. Chekmareva

Ivankovo Research Station of the Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: allavis@mail.ru
Russian Federation, Konakovo

References

  1. Алимов А. Ф. Функциональная экология пресноводных двустворчатых моллюсков. Л.: Наука, 1981. 248 с.
  2. Бентос Учинского водохранилища // Труды зоологического ин-та АН СССР. Т. ХХII. М: Наука, 1980. 180 с.
  3. Винберг Г. Г. Первичная продукция водоемов. Минск: Изд-во АН БССР, 1960. 329 с.
  4. Водохранилища мира. М.: Наука, 1979. 287 с.
  5. Воробьев Д. С., Франк Ю. А., Залозный Н. А., Лушников С. В., Носков Ю. А. К вопросу о роли тубифицид в потреблении кислорода в донных отложениях, загрязненных нефтью // Известия Самарского НЦ РАН. Т. 11. № 1 (4). 2009. С. 702–706.
  6. Гашкина Н. А. Закономерности и оценка круговорота фосфора в системе вода–донные отложения в эвтрофном водохранилище // Автореф. дис. … канд. геогр. наук. М.: ИВП РАН, 2003. 20 с.
  7. ГОСТ 31861–2012. Межгосударственный стандарт. Вода. Общие требования к отбору проб. Москва: Стандартинформ, 2013. 32 с.
  8. Гречушникова М. Г. Возможные климатические изменения гидрологического режима в долинных водохранилищах // Метеорология и гидрология. 2012. № 10. С. 71–80.
  9. Григорьева И. Л., Ковалышева Г. В. Влияние гидрометеорологических факторов на формирование качества воды Иваньковского водохранилища в летний период // Метеорология и гидрология. 1995. № 6. С. 107–114.
  10. Григорьева И. Л. Исследование взаимосвязей минерализации воды водохранилищ различных морфологических типов с показателями их водного режима // Водные ресурсы. 1996. Т. 23. № 1. С. 73–77.
  11. Даценко Ю. С., Пуклаков В. В., Эдельштейн К. К. Анализ влияния абиотических факторов на развитие фитопланктона в малопроточном стратифицированном водохранилище // Труды Карельского научного центра РАН. 2017. № 10. С. 73–85.
  12. Дебольский В. К., Кочарян А. Г., Григорьева И. Л., Лебедева И. П., Толкачев Г. Ю. Проблемы формирования качества воды в поверхностных источниках водоснабжения и пути их решения на примере Иваньковского водохранилища // Вода: химия и экология. 2009. № 7 (13). С. 2–11.
  13. Денисов Л. И., Мейснер Е. В. Иваньковское водохранилище. Л.: Изв. ГосНИОРХ. 1961. Т. 50. С. 10–30.
  14. Дзюбан А. Н. Опыт оценки эмиссии метана на водных объектах урбанизированных территорий в бассейне Рыбинского водохранилища // Водные ресурсы. 2010. Том 37. № 4. С. 502–504.
  15. Иваньковское водохранилище: Современное состояние и проблемы охраны. М.: Наука, 2000. 344 с.
  16. Кременецкая Е. Р., Ломова Д. В., Соколов Д. И., Ломов В. А. Количественная оценка потоков органического вещества в донные отложения стратифицированного водохранилища долинного типа // Вода: химия и экология. 2018. № 7 (9). С. 39–46.
  17. Кузьмин Г. В. Фитопланктон: видовой состав и обилие // Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М.: Наука, 1975. С. 73–87.
  18. Лазарева В. И., Степанова И. Э., Цветков А. И., Пряничникова Е. Г., Перова С. Н. Кислородный режим водохранилищ Волги и Камы в период потепления климата: последствия для зоопланктона и зообентоса // Труды ИБВВ РАН. 2018. Вып. 81 (84). С. 46–83.
  19. Мартемьянов В. И. Пороговые концентрации катионов во внешней среде, определяющие границы распространения Dreissena polymorpha и Dreissena bugensis в пресных водоемах // Дрейссениды: эволюция, систематика, экология. Борок, 2013. С. 80–83.
  20. Мартынова М. В. Донные отложения как составляющая лимнических экосистем. Москва: Наука, 2010. 243 с.
  21. Методические рекомендации по сбору и обработке материалов при гидробиологических исследованиях на пресноводных водоемах. Зообентос и его продукция. Л.: ГосНИОРХ, 1983. 33 с.
  22. Набеева Э. Г. Оценка восстановления и самоочищения разнотипных водных экосистем по показателям макрозообентоса // Автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. биол. наук. Нижний Новгород, 2010. 24 с.
  23. Никаноров Ю. И. Иваньковское водохранилище. Л.: Изв. ГосНИОРХ, 1975. Т. 102. С. 5–25.
  24. Одум Ю. П. Основы экологии. М.: Мир, 1975. 740 с.
  25. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 511 с.
  26. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий. Т. 2. СПб: Наука, 2004. 527 с.
  27. Попченко В. И., Попченко Т. В. Пространственное размещение малощетинковых червей в водных экосистемах // Известия Самарского НЦ РАН. 2013. Т. 15. № 3 (7). С. 2246–2249.
  28. Цветкова Л. И. О роли тубифицид в кислородном балансе водоемов. Водные малощетинковые черви (систематика, экология, исследования фауны СССР) // Труды ВГБО, Т. 17. 1972. С. 118–125.
  29. Экологические проблемы Верхней Волги: Коллективная монография. Ярославль: ЯГТУ, 2001. 427 с.
  30. Bastviken D. et al. Methane emissions from lakes: Dependence of lake characteristics, two regional assessments, and a global estimate // Global Biochemical Cycles. 2004. V. 18. P. 1–12.
  31. Bastviken D., Santoro A., Marotta H. Methane emissions from Pantanal, South America, during the low water season: toward more comprehensive sampling // Environmental Science and Technology. 2010. № 44 (14). Р. 5450–5455.
  32. Elrod V. A., Berels; on W.M., Coale K. N., Johnson K. S. The flux of iron from continental schelf sediments: a missing sourse of global budgets // Geophys.Res. Lett. 2004. V. 31. P.L 12307/1–12037/4.
  33. Hincks S. S., Mackie G. L. Effects of pH, calcium, al-kalinity, hardness, and chlorophyll on the survival, growth, and reproductive success of zebra mussel (Dreissena polymorpha) in Ontario Lakes // Canadian journal of fisheries and aquatic sciences. 1997. V. 54. № 9. P. 2049–2057.
  34. Ludyanskiy M. L., McDonald D., MacNeill D. Impact of the zebra mussel, a bivalve invader // Bioscience. 1993. Т. 43. № 8. P. 533–544.
  35. Sweerts J., Bar-Gilissen M., Cornelse A., Cappenberg T. E. Oxygen-consuming processes at the profundal and littoral sediment-water interface of a small meso-eutrophic lake // Limnol.Oceanogr. 1991. V. 36. № 6. P. 1124–1133.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Scheme of the Ivankovskoye reservoir with stations for water and bottom sediment sampling and methane emission measurements. 1 - v. Gorodnya, 2 - Nizovka Island, 3 - mouth of the Shoshinskoe Reach, 4 - v. Ploski, 5 - town of Konakovo, 6 - mouth of Moshkovich Bay, 7 - Korcheva tract, 8 - upper bank of Ivankovskaya HPP (Dubna)

Download (237KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Water conductivity (E25, μS/cm) at channel stations from the inlet to the confining station of the Ivankovo reservoir in August 2020-2022. Stations: 1 - Gorodnya, 3 - mouth of the Shoshinskiy channel, 4 - Ploski, 5 - Konakovo, 7 - Korcheva, 8 - Dubna

Download (382KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Water temperature (°С) at channel stations from the inlet to the penstock of the Ivankovo reservoir in August 2020-2022. Stations: 1 - Gorodnya, 3 - mouth of the Shoshinskiy channel, 4 - Ploski, 5 - Konakovo, 7 - Korcheva, 8 - Dubna

Download (325KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dissolved oxygen (mg/l) at channel stations from the inlet to the penstock of the Ivankovskoye reservoir in August 2020-2022. Stations: 1 - Gorodnya, 3 - mouth of the Shoshinskiy channel, 4 - Ploski, 5 - Konakovo, 7 - Korcheva, 8 - Dubna

Download (358KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. (a) - relationship between Danaher OM in DOs under aerobic conditions and OM content in DOs in the Ivankovskoye water reservoir under swarming zoobenthos abundance N > 4000 eq/m2 (1), under N < 4000 eq/m2 (2) and in the Mozhaiskoye water reservoir under N < 4000 eq/m2 (3); (b) - relationship between Danaher intensity and swarming zoobenthos abundance in soils of the Ivankovskoye water reservoir under aerobic conditions

Download (111KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Relationship of Rmin yield with Dsumm at swarming zoobenthos abundance N > 1300 eq/m2 and N < 1300 eq/m2 in silt in Ivankovskoye (1, 2) and Mozhaiskoye (3, 4) reservoirs

Download (61KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.