В 2023 г. получены новые результаты по развитию информационно-аналитической системы (ИАС), создаваемой для поддержки принятия решений по рациональному использованию ресурсов, сохранению экосистемы водоем на примере Онежского озера. Для ИАС создана новая информационная основа по данным измерений до 2022 г., разработана специализированная комплексная (о климате, гидрологических, химико-биологических характеристиках воды и донных отложений и др.) база данных (БД), по даным, полученных по результатам длительного мониторинга Росгидрометом (КарЦГМС ) и измерениям ИВПС КарНЦ РАН. Для интеграции натурных данных в ИАС «Онежское озеро-водосбор» было выполнено обобщение и унификация данных о химико-биологических, морфометрических и гидрологических характеристиках Онежского озера, собранных на сети Росгидромета с 1984 по 2022 гг., а также данных, которые получены в те же годы в ИВПС.
Получены оценки биогенной нагрузки на озеро с водосборной территории от точечных и распределенных источников (в том числе и от сельского хозяйства) за 1995 -2022 г. на основе разработанных моделей водосбора (Кондратьев и др., 2023). На основе ежегодных многолетних исследований состояния качества и ресурсов вод Онежского озер показано, что экосистема озера не только не восстановилась после уменьшения нагрузки после 1991 г. при принятии ряда практических мер (строительство КОС в г. Петрозаводске), а продолжается загрязнение и эвтрофирование в губах, заливах из-за влияния промышленных и сельхоз предприятий, форелевых хозяйств и заметного потепления климата (Филатов и др., 2022; Калинкина и др., 2022).
Проведены расчеты возможного увеличения поступления азота и фосфора с водосбора и его подбассейнов в озеро к 2050 г. при сохранении темпов роста рыбоводства на водных объектах водосбора. Показано, что в этом случае можно ожидать возрастание биогенной нагрузки на озеро на 3.9% по фосфору и на 1.9% по азоту по сравнению с 2021 г. Из числа подбассейнов наиболее значимое увеличение выноса биогенных элементов может быть характерно для Заонежья: 11.2% по фосфору и 10.6% по азоту. При проведении последующих модельных имитаций необходимо учитывать не только последствия рыборазведения на водосборе, но и влияние рыбоводческих ферм на акватории озера.
Дана оценка возможного изменения поступления азота и фосфора в озеро к концу 21 века в результате изменения стока с водосбора при условии реализации двух RCP-сценариев. Это RCP 2.6 и RCP 8.5 – лучший и худший с точки зрения воздействия на окружающую среду. Реализация сценария RCP 2.6 на всех объектах может привески к повсеместному снижению биогенной нагрузки на озеро за счет снижения стока. В целом для водосбора Онежского озеро такое снижение может составить 12.9% по азоту и 20.5% по фосфору. При реализации экологически неблагополучного сценария RCP 8.5 можно оживать увеличения стока и соответствующего увеличения выноса азота на 16.9%, фосфора – на 26.7% со всего водосбора.
На модели с более высоким пространственным разрешение 1 км. (в 2022 г. – 2 км) рассчитан вклад различных источников биогенных веществ, поступающих со стоком рек, диффузных источников, городских сбросов и от форелевых хозяйств, для основных лимнических районов озера. Эти оценки используются для выявления возможных последствий, которые необходимы для создания системы поддержки принятия управленческих решений. Изучение процессов изменения экосистемы Онежского озера при комплексном антропогенном и воздействии и потеплении климата с использование 3-D математической модели SPLEM, разработанной специально для Онежского озера (Isaev et al., 2022: Savchuk et al., 2022) с высоким пространственным разрешением (1 км.) для описания процессов в узких заливах и губах озера является важной задачей дальнейших исследований для того, чтобы корректно оценить т.н. «допустимую» биогенную нагрузку на озеро, отделенные части озера, что бы не допустить дальнейшего загрязнения и эвтрофирования как заливов, так и озера в целом. Наибольший вклад поступления, доступного для процесса фотосинтеза фосфора вносит выход из донных отложений (54%) и внутренний рециклинг(33%). Вклад поступления фосфатов составляет в среднем около 2-3%. суммарный вклад речного стока в формирование первичной продукции составляет 9-10%. Увеличение годовой первичной продукции со значений в среднем по озеру с18.0 гС/м2/год до 20,7 гС/м2/год. При этом наибольшее увеличение ПП наблюдается в Кондопожской и Петрозаводской губах, а также в Большом Онего около западной части острова Большой Клименецкий. Использование 3-х мерной модели биогеохимических циклов в ИАС позволяет не только дополнять оценки изменчивости состояния экосистемы, выполненные по данным натурных наблюдений, но и выявлять неточности используемых данных о внешних биогенных нагрузках.
Разработан программный модуль в ИАС позволил формировать SQL-таблицы из CSV-файлов, это делает возможным осуществлять оперативную и технологичную актуализацию базы данных, а также интеграцию данных в единую базу данных. Информационная система реализована на платформе ADO NET EDM по технологии «First model» (https://docs.microsoft.com/ru-ru/dotnet/ framework/data/adonet/ado-net-overview), что позволяет поддерживать высокую скорость доступа к данным, а также использовать базу данных на персональном компьютере без установки дополнительных приложений (типа Access), используя только платформу NET (https://docs.microsoft.com/ru-ru/dotnet/).