Выполнено теоретическое обобщение закономерностей озерного морфолитогенеза юго-восточной периферии Фенноскандинавского кристаллического щита. На примере территории водосборного бассейна Онежского озера впервые был применен морфолитогенетический подход к водоемам Восточной Фенноскандии. Были выделены основные условия и факторы, контролирующие образование и трансформацию озер и их донных отложений. Выявлена связь между типом вмещающего рельефа и морфогенетическими особенностями озерных котловин, особенностями строения их донных отложений. Разработаны структурно-функциональные схемы формирования озерных котловин различных типов. Проведена генетическая классификация водоемов на основе преобладающих механизмов рельефообразования, включающая 2 класса, 5 подклассов и 20 основных типов. Показано, что пространственные особенности морфолитогенеза определяются неоднородностью морфолитодинамических условий (а именно геологическим строением, тектоникой, рельефом и т.д.). При этом трансформация морфолитогенеза в течение позднеледниковья и голоцена была вызвана сменой климатических условий. В последние 300 лет нарастало влияние антропогенного фактора.
Выполнен анализ современной седиментационной обстановки в Онежском озере, Выгозерском водохранилище и оз. Вендюрское и определены скорости осадконакопления по данным натурных наблюдений с седиментационными ловушками. Изучено поступление, распределение и вещественный состав современного рассеянного осадочного вещества в Онежском озере и идентифицированы его источники на территории водосбора. Выявлено, что биотическая компонента экосистемы озера влияет на дифференциацию взвешенного вещества в водной толще, что проявляется в неравномерном характере накопления и батиметрической зональности распределения количественного и качественного состава органического вещества, биогенных элементов и тяжелых металлов в донных отложениях. Доказано, что осадочная интеграция, обусловленная динамикой вод, определяется общностью физических свойств, близким минеральным составом и сходными многоэлементными спектрами взвешенного вещества речных и озерных вод и донных отложений. Скорость поступления осадочного вещества на аккумуляционное дно в Онежском озере изменяется в зависимости от района от 100 г до 3000 кг на кв. метр в год.
Изучение количественного и качественного состава вещества из седиментационных ловушек в Выгозерском водохранилище выявило различия седиментационных обстановок в разных районах водоема. Твердый сток ЦБК в его северной части, процессы абразии высоких песчаных берегов центрального и северного районов, а также абразия торфяников в южной части водохранилища являются значимыми внешними источниками осадочного материала, влияющими на неоднородность седиментационных процессов в котловине и вещественный состав осадочного вещества в настоящее время. Масса вещества, поступающего на дно за год на кв. м изменялась от 100 до 1600 г (среднее значение для юго-восточного, центрального и северного районов 780, 620 и 260 г, соответственно), что соответствует средней скорости современного осадконакопления: Юго-восточный район - 6 мм/год, Центральный район - 1 мм/год, Северный район - 2 мм /год.
Выполнено обобщение данных наблюдений за осадочным процессом в Вендюрском озере за 6 лет. Установлено, что на распределение мутности в разные гидрологические сезоны года оказывают влияние разные факторы – морфология котловины, речной сток, ветровое и конвективное перемешивание, температура воды, развитие водорослей. Определены диапазоны изменений мутности в сезонном и межгодовом аспекте: минимальные годовые значения наблюдались зимой максимальные – в конце лета и мутность (периодически и электропроводность) увеличивалась от поверхностного слоя к придонному. Летом в поверхностных слоях фиксировались максимумы мутности за счет фитопланктона. Осенью в период полного перемешивания мутность была однородна по всей водной толще. Установлено, что основная масса взвешенного вещества поступает в аккумуляционную зону озера в конце летнего сезона. Скорость поступления осадочного вещества на дно изменяется от 300 до 2800 г на кв. метр в год. Изучение химического состава вещества из ловушек показало его отличие от состава донных отложений. Зафиксированы более высокие концентрации органического вещества и биогенных элементов во взвеси и аномальные концентрации марганца, железа свинца, кадмия и цинка, обусловленные поступлением металлов с водосбора.
На основе натурных съемок и архивных данных выполнена палеогеографическая реконструкция изменения ландшафтов водосбора Лососинского водохранилища за последние 300 лет. Выделены 5 этапов преобразования ландшафтной структуры водосбора: (1) начало XVIII века – естественные ландшафты; (2) – с начала XVIII века до 30-х годов XX века – начальная трансформация ландшафтов после создания водохранилища; (3) 1930-1970 гг. – трансформация лесного покрова в результате сплошных рубок леса; (4) 1970-2000 гг. – максимальная трансформация ландшафтов (лесная мелиорация и осушение болот, военное строительство, дачное освоение и окультуривание земель, рубка леса, разработка песчано-гравийных карьеров, строительство дорог и ЛЭП); (5) с 2000 г. по настоящее время – относительная стабилизация ландшафтов. Были составлены карты изменения ландшафтной структуры (ненарушенный водосбор и период максимальной трансформации). Для каждого выделенного этапа выполнена оценка элементов водного баланса водосбора, которая показала, что наибольшие изменения гидрологического режима водоема были связаны с рубкой леса.
На основе модели В.В. Бульона была оценена роль водной экосистемы в процессе накопления органического вещества донных отложений Лососинского водохранилища. Согласно расчетам на современном этапе развития его экосистемы около 36% органического вещества общей первичной продукции может участвовать в формировании донных отложений с интенсивностью около 20-23 гСм-2год-1, что составляет 49-55% от общего поступления органического вещества за год (40-45 гСм-2год-1, по данным состава взвесей из седиментационных ловушек). Применение модели для реконструкции изменений в его экосистеме при создании водохранилища, показало, что (1) увеличение фосфорной нагрузки на водоем в период активной антропогенной трансформации водосбора привело к увеличению продуктивности экосистемы; (2) повышение уровня водоема повлияло на соотношение трофических звеньев (увеличением роли прибрежных и придонных сообществ за счет уменьшением планктонных).
Подтверждение результатов модельного эксперимента было получено на основе диатомового анализа керна донных отложений. Изучение изменений в составе диатомовых комплексов осадков Лососинского водохранилища, накопленных в разные периоды, позволили выделить основные этапы развития экосистемы от приледникового озера до современного водоема. Резкая трансформация экосистемы малого озера после создания на его базе водохранилища проявилась в увеличении доли бентосных диатомей в результате расширения мелководной зоны за счет затопления прибрежных низменностей.
Ивинский разлив на р. Свирь исследовался впервые. Изучение химического состава воды выявило, что юго-восточная часть водоема находится под влиянием воды р. Свири, а центральная и северная части – под влиянием малых рек и ручьев западных и северных берегов. Химический состав воды района, примыкающего к руслу р. Свири имеет гидрокарбонатно-кальциевый тип вод и олиготрофный по фосфору. В средней части разлива уменьшается щелочность и увеличивается гумусность воды, а по фосфору водоем характеризуется как мезотрофный. В северной части разлива вода имеет карбоксилатный тип группы Ca, Mg, мезополигумусный, эвтрофный. В составе всех районов зафиксированы аномалии литофильных элементов (Al, Mn, Fe, Cu). Гетерогенность системы прослеживается и на донных отложениях. Пространственное распределение осадков и их химические и физические показатели указывают на незавершенность процесса формирования нового ложа водоема.
Получены новые данные о метаногенезе в Онежском озере. Определены пределы концентраций в воде (от 0 до 0,8 мг/л) и донных отложениях (от 0,003 до 134 мг/л). Выявлено неравномерное пространственное распределение метана в озере: выделены центральные открытые глубоководные районы с низкими концентрациями и заливы с повышенным содержанием метана. Обнаружены зоны с аномальным содержанием метана техногенного (район сброса сточных вод Кондопожского ЦБК) и геологического (район покмарков в Петрозаводской губе) происхождения. Установлено, что донные отложения являются источником метана в Онежском озере. На основе вертикального распределения метана в донных отложениях и градиентов концентраций газа на границе вода-дно оценена эмиссия газа из осадков в воду (от 0,1 до 3400 мг·м-2·сут-1).
Получены новые данные о распределении взвешенного вещества в Онежском озере. С марта по ноябрь было проведено: 4 экспедиции на озера Медвежьегорского и Кондопожского районов (Ладмозеро, Падмозеро, Вендюрское и малые озера Заонежья), 2 экспедиции на НИС «Эколог» (Онежское озеро и Выгозерское вдхр.) и 25 однодневных полевых выездов. Общая продолжительность экспедиционных работ – 60 дней.
Камеральные работы включали: изучение химического состава воды (28 проб), взвешенного вещества атмосферных осадков (12 проб), донных отложений (260 проб), взвешенного вещества вод (30 проб) и вещества седиментационных ловушек (29 проб), исследование гранулометрического состава осадков (242 проб), а также литостратиграфическое изучение керна донных отложений Лососинского водохранилища (5 м). Были созданы ландшафтные карты водосбора Лососинского водохранилища и батиметрические схемы 5 озер. Выполненные исследования соответствуют ПФНИ разделам 1.5.11.1. и 1.5.10.4.