hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Sciences10.59887/2073-6673.2024.17(2)-3hydrophysics-1323Research ArticleГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ПРОЦЕССЫHYDROPHYSICAL AND BIOGEOCHEMICAL FIELDS AND PROCESSESВлияние климатических и социально-экономических изменений на состояние экосистем Балтийского моряEffect of Climate and Socio-Economic Changes on the State of the Baltic Sea Ecosystemshttps://orcid.org/0000-0001-5243-1804ЕреминаТ. Р.EreminaT. R.

Еремина Татьяна Рэмовна, директор института гидрологии и океанологии, кандидат физико-математических наук, доцент

192007, Санкт-Петербург, Воронежская ул., д. 79

WoS ResearcherID E-6467-2017

Scopus Author ID 25640577600

192007, St. Petersburg, Voronezhskaya Str., 79

tanya.er@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0000-8545-0761ХайминаО. В.KhaiminaO. V.

Хаймина Ольга Владимировна, доцент кафедры прикладной океанографии и комплексного управления прибрежными зонами, кандидат географических наук

Санкт-Петербург, Воронежская ул., д. 79

Scopus Author ID 26032078000

192007, St. Petersburg, Voronezhskaya Str., 79

khaimina@rshu.ruВладимироваО. М.VladimirovaO. M.

Владимирова Оксана Михайловна, доцент кафедры океанологии, кандидат географических наук

Санкт-Петербург, Воронежская ул., д. 79

Scopus Author ID 57205388852

192007, St. Petersburg, Voronezhskaya Str., 79

3256767@gmail.comРоссийский государственный гидрометеорологический университетРоссияRussian State Hydrometeorological UniversityRussian Federation2024210720241722534Copyright © Еремина Т.Р., Хаймина О.В., Владимирова О.М., 20242024Еремина Т.Р., Хаймина О.В., Владимирова О.М.Eremina T.R., Khaimina O.V., Vladimirova O.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/1323

Выполнены расчеты по воспроизведению основных компонентов экосистем Балтийского моря на основе стационарной, боксовой модели SANBALTS при различных сценариях изменения климата и социально-экономических условий. При различных сценариях потепления снижение биогенной нагрузки приведет к сокращению площади гипоксийных зон в Балтийском море, при этом самое значительное уменьшение площади обусловлено сценарием сокращения сельскохозяйственного сектора и численности населения. Снизится содержание запасов фосфора в бентосном слое, увеличится концентрация неорганического азота, уменьшится азот-фиксация. Наиболее заметное снижение первичной продукции и повышение прозрачности воды связано с умеренным сценарием изменения климата и при значительном снижении биогенной нагрузки. Полученные результаты показали, что при определенных комбинациях сценариев можно ожидать улучшения экологического состояния моря даже при самом неблагоприятном климатическом сценарии.

In this study, calculations are performed to reproduce the main components of the Baltic Sea ecosystems based on the stationary, boxed SANBALTS model under various scenarios of climate change in combination with two scenarios of the development of socio-economic conditions. Under various warming scenarios, a decrease in the nutrient load will lead to a reduction in the area of hypoxic zones in the Baltic Sea, while the most significant decrease in the area is due to the scenario of a reduction in the agricultural sector and population. The phosphorus in the benthic layer will decrease, the concentration of inorganic nitrogen will increase, and nitrogen fixation will decrease. The most noticeable decrease in primary production and an increase in water transparency is associated with a moderate climate change scenario and with a significant decrease in the nutrient load. The results showed that under certain combinations of scenarios, an improvement in the ecological state of the sea can be expected even under the most unfavorable climatic scenario.

сценарииизменение климатабиогенная нагрузкаэкосистемамоделированиеэвтрофированиеБалтийское мореscenariosclimate changenutrients loadecosystemmodelingeutrophicationBaltic SeaРабота выполнена в рамках государственного задания FSZU‑2023-0002.The work was performed under the State assignment FSZU‑2023-0002.ReferencesКостяной А.Г., Ерёмина Т.Р., Иванов В.В. и др. Морские природные системы / Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Росгидромет. СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. С. 202–207.Kostyanoy A.G., Eremina T.R., Ivanov V.V. et al. Marine natural systems: The third assessment report on climate change and its consequences on the territory of the Russian Federation / Ed. by V.M. Katcov. Sankt-Peterburg, Naukoemkie Tekhnologii, 2022. P. 202–207 (in Russian).HELCOM, Annual report, 2019, 18 p. URL: https://helcom.fi/media/publications/HELCOM-Activities-Report‑2019.pdfHELCOM Annual report. 2019. URL: https://helcom.fi/media/publications/HELCOM-Activities-Report‑2019.pdf (Accessed 04.12.2023).Meier H.E.M., Edman M.K., Eilola K.J., Placke M., Neumann T., Andersson H., Brunnabend S., Dieterich C., Frauen C., Friedland R., Gröger M., Gustafsson B., Gustafsson E., Isaev A., Kniebusch M., Kuznetsov I., Müller-Karulis B., Omstedt A., Ryabchenko V., Saraiva S., Savchuk O. Assessment of eutrophication abatement scenarios for the Baltic Sea by multi-model ensemble simulations // Frontiers in Marine Science. 2018. Vol. 5. P. 1–24. doi:10.3389/fmars.2018.00440Meier H.E.M., Edman M.K., Eilola K.J. et al. Assessment of eutrophication abatement scenarios for the Baltic Sea by multi-model ensemble simulations. Frontiers in Marine Science. 2018, 5, 1–24. doi:10.3389/fmars.2018.00440Рябченко В.А., Карлин Л.Н., Исаев А.В., Ванкевич Р.Е., Ерёмина Т.Р., Молчанов М.С., Савчук О.П. Модельные оценки эвтрофикации Балтийского моря в современном и будущем климате // Океанология. 2016. Т. 56, № 1. С. 41–50.Ryabchenko V.A., Karlin L.N., Isaev A.V. et al. Model estimates of eutrophication of the Baltic Sea in the current and future climate. Okeanologiya. 2016, 56(1), 41–50 (in Russian). doi:10.7868/S0030157416010160HELCOM, 2007.HELCOM Baltic Sea Action Plan (Adopted by the HELCOM Ministerial Meeting, Krakow, Poland 15th November 2007).HELCOM. 2007: HELCOM Baltic Sea Action Plan (Adopted by the HELCOM Ministerial Meeting, Krakow, Poland 15th November 2007). URL: https://www.helcom.fi/wp-content/uploads/2019/08/BSAP_Final.pdf (Accessed 12.12.2023).Meier M., Dieterich C., Gröger M. et al. Oceanographic regional climate projections for the Baltic Sea until 2100 // Earth System Dynamics. 2022. Vol. 13. P. 159–199. doi:10.5194/esd‑13-159-2022Meier M., Dieterich C., Gröger M. et al. Oceanographic regional climate projections for the Baltic Sea until 2100. Earth System Dynamics. 2022, 13, 159–199. doi: 10.5194/esd‑13-159-2022Bartosova A., Capell R., Olesen J.E. et al. Future socioeconomic conditions may have a larger impact than climate change on nutrient loads to the Baltic Sea // Ambio. 2019. Vol. 48. P. 1325–1336. doi:10.1007/s13280-019-01243-5Bartosova A., Capell R., Olesen J.E. et al. Future socioeconomic conditions may have a larger impact than climate change on nutrient loads to the Baltic Sea. Ambio. 2019, 48, 1325–1336. doi:10.1007/s13280-019-01243-5Zandersen M., Hyytiäinen K., Meier M. et al. Shared socio-economic pathways extended for the Baltic Sea: exploring long-term environmental problems // Regional Environmental Change. 2019. Vol. 19. P. 1073–1086. doi:10.1007/s10113-018-1453-0Zandersen M., Hyytiäinen K., Meier M. et al. Shared socio-economic pathways extended for the Baltic Sea: exploring longterm environmental problems. Regional Environmental Change. 2019, 19, 1073–1086. doi:10.1007/s10113-018-1453-0Pihlainen S., Zandersen M., Hyytiäinen K. et al. Impacts of changing society and climate on nutrient loading to the Baltic Sea // Science of the total environment. 2020. Vol. 731. P. 138935 doi:10.1016/j.scitotenv.2020.138935Pihlainen S., Zandersen M., Hyytiäinen K. et al. Impacts of changing society and climate on nutrient loading to the Baltic Sea. Science of The Total Environment. 2020, 731, 138935. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.138935Savchuk O.P., Wulff F. Modeling the Baltic Sea Eutrophication in a Decision Support System // Ambio. 2007. Vol. 36, No. 2–3. P. 141–148. doi:10.1579/0044-7447(2007)36[141:mtbsei]2.0.co;2Savchuk O., Wulff F. Modeling the Baltic Sea Eutrophication in a Decision Support System. Ambio. 2007, 36(2–3), 141–148. doi:10.1579/0044-7447(2007)36[141: MTBSEI]2.0.CO;2O’Neill B.C., Kriegler E., Riahi K., Ebi K.L., Hallegatte S., Carter T.R., Mathur R., Vuuren D.P.v.. A new scenario framework for climate change research: the concept of shared socioeconomic pathways // Climate Change. 2014. Vol. 122. P. 387–400.O’Neill B.C., Kriegler E., Riahi K. et al. A new scenario framework for climate change research: the concept of shared socioeconomic pathways. Climate Change. 2014, 122, 387–400. doi:10.1007/s10584-013-0905-2Moss R., Edmonds J., Hibbard K., et al. The next generation of scenarios for climate change research and assessment // Nature. 2010. Vol. 463. P. 747–756. doi:10.1038/nature08823Moss R., Edmonds J., Hibbard K. et al. The next generation of scenarios for climate change research and assessment. Nature. 2010, 463, 747–756. doi:10.1038/nature08823Donnelly C., Greuell W., Andersson J., Gerten D. et al. Impacts of climate change on European hydrology at 1.5, 2 and 3 degrees mean global warming above preindustrial level // Climatic Change. 2017. Vol. 143. P. 13–26.Donnelly C., Greuell W., Andersson J. et al. Impacts of climate change on European hydrology at 1.5, 2 and 3 degrees mean global warming above preindustrial level. Climate Change. 2017, 143, 13–26. doi:10.1007/s10584-017-1971-7Van Ruijven B.J., Levy M.A., Agrawal A. et al. Enhancing the relevance of shared socioeconomic pathways for climate change impacts, adaptation and vulnerability research // Climatic Change. 2014. Vol. 122. P. 481–494. doi:10.1007/s10584-013-0931-0Van Ruijven B.J., Levy M.A., Agrawal A. et al. Enhancing the relevance of shared socioeconomic pathways for climate change impacts, adaptation and vulnerability research. Climate Change. 2013, 122, 481–494. doi:10.1007/s10584-013-0931-0Donnelly C., Andersson J.C.M., Arheimer B. Using flow signatures and catchment similarities to evaluate the E-HYPE multi-basin model across Europe // Hydrological Sciences Journal. 2016. Vol. 61(2). P. 255–273. doi:10.1080/02626667.2015.1027710Donnelly C., Andersson J.C.M., Arheimer B. Using flow signatures and catchment similarities to evaluate the E-HYPE multi- basin model across Europe. Hydrological Sciences Journal. 2016, 61(2), 255–273. doi:10.1080/02626667.2015.1027710HELCOM. 2015. Updated Fifth Baltic Sea Pollution Load Compilation (PLC‑5.5). Baltic Sea Environment Proceedings No. 145.HELCOM. 2015: Updated Fifth Baltic Sea Pollution Load Compilation (PLC‑5.5). Baltic Sea Environment Proceedings No. 145. URL: https://www.academia.edu/76011477/Baltic_Sea_Environment_Proceedings_No_145_Baltic_Marine_ Environment_Protection_Commission_Updated_Fifth_Baltic_Sea_Pollution_Load_Compilation_PLC_5_5_ Published_by_Helsinki_Commission (Accessed 04.12.2023)Murray C.J., Müller-Karulis B., Conley D.J. et al. Past, Present and Future Eutrophication Status of the Baltic Sea // Frontiers in Marine Science. 2019. Vol. 6:2. doi:10.3389/fmars.2019.00002Murray C.J., Müller-Karulis B., Conley D.J. et al. Past, present and future eutrophication status of the Baltic Sea. Frontiers in Marine Science. 6:2. doi:10.3389/fmars.2019.00002

The authors declare that there are no conflicts of interest present.