Seasonal and interannual fluctuations of phytoplankton primary production in the rybinsk water reservoir: effect of the weather and climatic changes

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Seasonal and multi-annual dynamics of phytoplankton primary production were examined in the Rybinsk water reservoir (Upper Volga) in 2005–2014. Positive links were detected between the average values of plankton primary production during the vegetation period and abiotic factors of the water environment (temperature, solar irradiation, and concentration of biogenic elements), as well as between the primary production and the index of the North Atlantic Oscillation, excluding the data for the abnormally hot summer in 2010. Water temperature increase (up to 27.9°С) in summer 2010 caused a significant increase in phytoplankton production. Significant increase of phytoplankton primary production was noted in the Rybinsk water reservoir during the analysis period.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. I. Kopylov

Papanin Institute for Biology of Inland Waters of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kopylov@ibiw.ru
Russian Federation, Borok Yaroslavlskaya oblast

T. S. Maslennikova

Papanin Institute for Biology of Inland Waters of the Russian Academy of Sciences

Email: kopylov@ibiw.ru
Russian Federation, Borok Yaroslavlskaya oblast

D. B. Kosolapov

Papanin Institute for Biology of Inland Waters of the Russian Academy of Sciences

Email: kopylov@ibiw.ru
Russian Federation, Borok Yaroslavlskaya oblast

References

  1. Бульон В.В. Закономерности первичной продукции в лимнических экосистемах. СПб.: Наука, 1994. 222.
  2. Груза Г.В., Мещерская А.В., Алексеев Г.В. и др. Изменения климата России за период инструментальных наблюдений // Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Т. 1. Изменения климата. М.: Росгидромет, 2008. С. 31–87.
  3. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2011 г. М.: Росгидромет, 2012. URL: http://www.meteorf.ru/, file.pdf (Апрель 2012 г.).
  4. Копылов А.И., Косолапов Д.Б. Бактериопланктон Верхней и Средней Волги. М.: Изд-во СГУ, 2008. 377 с.
  5. Копылов А.И., Лазарева В.И., Минеева Н.М. и др. Влияние аномально высокой температуры воды на развитие планктонного сообщества водохранилищ Средней Волги летом 2010 г. // ДАН. 2012. Т. 442. № 1. С. 133–135.
  6. Корнева Л.Г., Соловьева В.В., Русских Я.В., Чернова Е.Н. Состояние фитопланктона и содержание цианотоксинов в Рыбинском, Горьковском и Чебоксарском водохранилищах в период аномально жаркого лета 2010 г. // “Бассейн Волги в XXI веке: структура и функционирование экосистем водохранилищ”. Матер. докл. Всерос. конф. Ижевск: Издатель Пермяков, 2012. С. 138–141.
  7. Лазарева В.И., Копылов А.И., Пырина И.Л. и др. Отклик планктона Рыбинского водохранилища на динамику Северо-Атлантического Колебания (North Atlantic Oscillation, САК) // “Современные проблемы водохранилищ и их водосборов”. Тр. Межд. науч. практич. конф. Пермь, 2013. Т. 3. С. 145–150.
  8. Литвинов А.С., Законнова А.В. Термический режим Рыбинского водохранилища при глобальном потеплении // Метеорология и гидрология. 2012. № 9. С. 91–96.
  9. Минеева Н.М. Первичная продукция планктона в водохранилищах Волги. Ярославль: Принтхаус, 2009. 279 с.
  10. Романенко В.И. Микробиологические процессы продукции и деструкции органического вещества во внутренних водоемах. Л.: Наука, 1985. 295 с.
  11. Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. Л.: Наука, 1974. 194 с.
  12. Степанова И.Э., Бикбулатов Э.С., Бикбулатова Е.М. Закономерности динамики содержания биогенных элементов в водах Рыбинского водохранилища за годы его существования // Вода: химия и экология. 2013. № 1. С. 15–27.
  13. Экологические проблемы Верхней Волги. Ярославль: ЯГТУ, 2001. 427 с.
  14. Adrian R., O’Reilly C.M., Zagarese H. et al. Lakes as sentinels of climate change // Limnol. Oceanogr. 2009. V. 54. № 6. Pt 2. P. 2283–2297.
  15. Arvola L., Salonen K., Keskitalo J. et al. Plankton metabolism and sed–imentation in a small boreal lake – a long–term perspective // Boreal Env. Res. 2014. V. 19. (Suppl. A). Р. 83–96.
  16. Belgrano A., Lindahl O., Hernroth B. North Atlantic Oscillation primary productivity and toxic phytoplankton in the Gullmar Fjord, Sweden (1985–1996) // Proc. R. Soc. Lond. B. 1999. V. 266. P. 425–430.
  17. Brookes J.D., Carey C.C. Resilience to blooms // Sci. 2011. V. 334. № 6052. P. 46–47.
  18. National Weather Service, Climate Prediction Center, USA, URL: http://www.cpc.ncep.noaa.gov/data/teledoc/САК.shtml
  19. Paerl H.W., Paul V.J. Climate change: Links to global expansion of harmful cyanobacteria // Water. Res. 2012. V. 46. P. 1349–1363.
  20. Reynolds C.S. The Ecology of Phytoplankton. Cambridge: Univ. Press, 2006. 536 p.
  21. Sigee D.C. Freshwater microbiology: biodiversity and dynamics interactions of microorganisms in the freshwater environment. Chichester: John Wiley & Sons Ltd, 2005. 524 p.
  22. Straile D., Adrian R. The North Atlantic Oscillation and plankton dynamics in two European lakes – two variations on a general theme // Global Change Biol. 2000. V. 6. P. 663–670.
  23. Weyhenmeyer G.A., Adrian R., Gaedke U. et al. Response of phytoplankton in European lakes to a change in the North Atlantic Oscillation // Verh. Int. Verein. Limnol. 2002. V. 28. P. 1436–1439.
  24. Winder M., Sommer U. Phytoplankton response to a changing climate // Hydrobiologia. 2012. V. 698. P. 5–16.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Seasonal changes in water temperature (T, ° C), and the primary production of phytoplankton (PPH, mg C / (m3 day)), in the Rybinsk reservoir in 2007 (a), 2011 (b) and 2013. (at).

Download (187KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The maximum (1) and average for the period from the second half of May to the first half of September (2) the water temperature (T, ° С) on the surface of the reservoir in 2005–2014.

Download (123KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Minimum (1) and average for the period from the second half of May to the first half of September (2) the transparency of water (Z, cm) in the reservoir in 2005–2014.

Download (82KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Average values of the integral primary production of phytoplankton (∑PPH, mg C / (m2 per day)) at standard stations of the reservoir for periods of high water temperature in 2009 (1) and 2010 (2).

Download (95KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. SAC values for January – April (NAО1–4) and for the year (NAО12) in 2005–2014.

Download (85KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Russian academy of sciences