The State and Dynamics of Biological Communities in the Rybinsk Reservoir under Climate Changes

На основе анализа многолетних данных по структурным характеристикам фито- (1954–2014 гг.) и зоопланктона (2004–2013 гг.), а также содержанию хлорофилла в воде и донных отложениях (2009–2014 гг.) Рыбинского водохранилища (Верхняя Волга, Россия) показано, что современные климатические изменения приводят к трансформации состояния и динамики биологических сообществ водохранилища, характерной при увеличении трофии пресноводных экосистем. После аномально жаркого лета 2010 г. выявлен резкий подъем концентрации хлорофилла в воде с преобладанием величин, характерных для эвтрофных и высокоэвтрофных вод. Распределение растительных пигментов в донных отложениях в разные годы было сходным и отражало характерную для водохранилища специфику структуры грунтового комплекса. В сезонной динамике биомассы фитопланктона и концентрации хлорофилла летний максимум, обусловленный развитием цианобактерий, стал доминировать над весенним. В структуре фитопланктона увеличились пропорции цианобактерий и миксотрофных фитофлагеллят, отмечены инвазии солоновато-водных диатомовых и уменьшение размеров клеток. В сезонной динамике биомассы зоопланктона сформировался второй позднелетний (август) пик, максимально проявившийся в аномально жаркое лето 2010 г. Кроме того, наблюдалось смещение на одну–две недели сроков начала и окончания сезонного цикла ряда видов зоопланктона относительно 1960–1970-х гг. Появление летнего дефицита растворенного кислорода (О2 1–4 мг/л в слое 1–7 м над дном) привело к локальному изменению вертикального распределения ракообразных-фильтраторов и снижению их обилия до трех разThe long-term data on structural characteristics of phytoplankton (1954–2014) and zooplankton (2004–2013), as well as chlorophyll content in the water and bottom sediments (2009–2014) in the Rybinsk Reservoir (Upper Volga, Russia) were analyzed. It was shown that the modern climate changes lead to transformation in the state and dynamics of biological communities that is characteristic of the trophicity increase. After the abnormally hot summer of 2010 a sharp rise in chlorophyll content in water with a predominance of values typical for eutrophic and highly eutrophic conditions was detected. Distribution of plant pigments in the bottom sediments was similar in different years, which shows the specific character of the sediment complex structure in the reservoir. In the seasonal dynamics of phytoplankton biomass and chlorophyll concentration the summer maximum caused by development of cyanobacteria began to dominate above the spring one. In the structure of phytoplankton the proportions of cyanobacteria and myxotrophic phytophagellates increased, the invasion of brackish-water diatoms was marked, and diminution of the cell size was noted. In seasonal dynamics of zooplankton biomass the second late peak was formed in August and it was particularly pronounced in the abnormally hot summer of 2010. In addition, there was a 1–2 week shift in timing of the beginning and ending in seasonal cycle of a number of zooplankton species relative to the 1960–1970s. Appearance of a summer dissolved oxygen deficiency (up to 1–4 mg O2/L in the layer of 1–7 m above the bottom) resulted in a local change in the vertical distribution of crustacean filtrators and decrease in their abundance up to three time

The State and Dynamics of Biological Communities in the Rybinsk Reservoir under Climate Changes

На основе анализа многолетних данных по структурным характеристикам фито- (1954–2014 гг.) и зоопланктона (2004–2013 гг.), а также содержанию хлорофилла в воде и донных отложениях (2009–2014 гг.) Рыбинского водохранилища (Верхняя Волга, Россия) показано, что современные климатические изменения приводят к трансформации состояния и динамики биологических сообществ водохранилища, характерной при увеличении трофии пресноводных экосистем. После аномально жаркого лета 2010 г. выявлен резкий подъем концентрации хлорофилла в воде с преобладанием величин, характерных для эвтрофных и высокоэвтрофных вод. Распределение растительных пигментов в донных отложениях в разные годы было сходным и отражало характерную для водохранилища специфику структуры грунтового комплекса. В сезонной динамике биомассы фитопланктона и концентрации хлорофилла летний максимум, обусловленный развитием цианобактерий, стал доминировать над весенним. В структуре фитопланктона увеличились пропорции цианобактерий и миксотрофных фитофлагеллят, отмечены инвазии солоновато-водных диатомовых и уменьшение размеров клеток. В сезонной динамике биомассы зоопланктона сформировался второй позднелетний (август) пик, максимально проявившийся в аномально жаркое лето 2010 г. Кроме того, наблюдалось смещение на одну–две недели сроков начала и окончания сезонного цикла ряда видов зоопланктона относительно 1960–1970-х гг. Появление летнего дефицита растворенного кислорода (О2 1–4 мг/л в слое 1–7 м над дном) привело к локальному изменению вертикального распределения ракообразных-фильтраторов и снижению их обилия до трех разThe long-term data on structural characteristics of phytoplankton (1954–2014) and zooplankton (2004–2013), as well as chlorophyll content in the water and bottom sediments (2009–2014) in the Rybinsk Reservoir (Upper Volga, Russia) were analyzed. It was shown that the modern climate changes lead to transformation in the state and dynamics of biological communities that is characteristic of the trophicity increase. After the abnormally hot summer of 2010 a sharp rise in chlorophyll content in water with a predominance of values typical for eutrophic and highly eutrophic conditions was detected. Distribution of plant pigments in the bottom sediments was similar in different years, which shows the specific character of the sediment complex structure in the reservoir. In the seasonal dynamics of phytoplankton biomass and chlorophyll concentration the summer maximum caused by development of cyanobacteria began to dominate above the spring one. In the structure of phytoplankton the proportions of cyanobacteria and myxotrophic phytophagellates increased, the invasion of brackish-water diatoms was marked, and diminution of the cell size was noted. In seasonal dynamics of zooplankton biomass the second late peak was formed in August and it was particularly pronounced in the abnormally hot summer of 2010. In addition, there was a 1–2 week shift in timing of the beginning and ending in seasonal cycle of a number of zooplankton species relative to the 1960–1970s. Appearance of a summer dissolved oxygen deficiency (up to 1–4 mg O2/L in the layer of 1–7 m above the bottom) resulted in a local change in the vertical distribution of crustacean filtrators and decrease in their abundance up to three time