INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL

МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ

2587-6740

6a9de052f4b8444ff3775ed2

10.55186/25876740_2026_69_5_616

Международный опыт в сельском хозяйстве

International experience in agriculture

Международный опыт в сельском хозяйстве

Comprehensive assessment of water balance, climatic tendencies and anthropogenic economic impact on the Tanganyika lake basin

Комплексная оценка водного баланса, климатических тенденций и антропогенного экономического воздействия на бассейн озера Танганьика

https://orcid.org/0000-0001-9046-827X

Вершинин

Валентин Валентинович

Vershinin

Valentin Valentinovich

v.vershinin.v@mail.ru

доктор экономических наук;

doctor of economic sciences;

Нтиндекуре

Арлет Рейн

Ntindekure

Arlette Reine

Ntindekure95@mail.ru

Государственный университет по землеустройству Москва Россия State University of Land Use Planning Moscow Russian Federation

15 09 2026

5 616 621 23 07 2026 26 08 2026

2026

Вершинин Валентин Валентинович, Нтиндекуре Арлет Рейн

Vershinin Valentin Valentinovich, Ntindekure Arlette Reine

https://mshj.ru/en/nauka/publications/6a9de052f4b8444ff3775ed2/view

Озеро Танганьика – уникальный пресноводный водоём мирового значения, обеспечивающий жизненно важные ресурсы для миллионов жителей четырёх африканских стран. В условиях усиливающегося климатического и антропогенного воздействия актуальность комплексной оценки состояния его экосистемы не вызывает сомнений. Цель настоящего исследования, результаты которого изложены в настоящей публикации — интегральный анализ динамики водного баланса бассейна озера Танганьика за период 2003–2021 гг., а также оценка влияния климатических трендов и экономической (хозяйственной) деятельности на его гидрологический режим и экологическое состояние. Методологическая основа работы базируется на совместном использовании спутниковых данных гравиметрических миссий GRACE/GRACE-FO, альтиметрических измерений Hydroweb, продуктов реанализа (ERA5, IMERG) и гидрологического моделирования (GLDAS, MODIS). Такой подход позволил декомпозировать общий запас воды на основные компоненты и выявить закономерности их многолетней и сезонной изменчивости. Для проведения детального и системного анализа рассматриваемой проблемы, представленного в данной публикации, использованы данные значительного количества научных исследований, посвященных оценке гидрологических изменений в озере Танганьика, а также влияния на эти процессы климатического фактора и антропогенной (техногенной) хозяйственной деятельности на её прибрежных территориях. Установлено, что современная гидрологическая динамика бассейна характеризуется нарастающим дисбалансом между приходными и расходными составляющими. Повышение температуры поверхностных вод усиливает термическую стратификацию озера, ограничивая вертикальное перемешивание и снижая поступление питательных веществ в фотическую зону, что влечёт падение первичной продуктивности и сокращение рыбных запасов. Высокая корреляция между общим запасом воды и уровнем озера, выявленная по спутниковым данным, открывает возможности для прогнозирования экстремальных паводков, подобных наводнению в дельте Рузизи в 2021 году. Отдельное внимание уделено анализу антропогенных факторов: показано, что вырубка лесов, урбанизация, неочищенные сбросы, сельскохозяйственный сток и перелов рыбы усугубляют климатически обусловленные изменения, создавая угрозу деградации уникальных местообитаний эндемичных видов. В работе обоснована необходимость интеграции спутникового мониторинга в национальные системы управления водными ресурсами и подчеркнута критическая важность разработки адаптационных стратегий для сохранения этой уникальной экосистемы, оказывающей важное воздействие на экологию и экономику региона.

Lake Tanganyika is a unique freshwater body of global importance, providing vital resources for millions of residents of four African countries. In conditions of increasing climatic and anthropogenic impact, the relevance of a comprehensive assessment of the state of its ecosystem is beyond doubt. The purpose of this study, the results of which are presented in this publication, is an integral analysis of the dynamics of the water balance of the Lake Tanganyika basin for the period 2003-2021, as well as an assessment of the impact of climatic trends and economic (business) activities on its hydrological regime and ecological condition. The methodological basis of the work is based on the joint use of satellite data from the GRACE/GRACE-FO gravimetric missions, Hydroweb altimetric measurements, reanalysis products (ERA5, IMERG), and hydrological modeling (GLDAS, MODIS). This approach allowed us to decompose the total water reserve into its main components and identify patterns in their distribution. The detailed and systematic analysis of the problem presented in this publication is based on a significant number of scientific studies that assess the hydrological changes in Lake Tanganyika, as well as the impact of climate and anthropogenic (technogenic) activities on these processes in the coastal areas. It has been established that the current hydrological dynamics of the basin are characterized by an increasing imbalance between the input and output components. The increase in surface water temperature enhances the thermal stratification of the lake, limiting vertical mixing and reducing the supply of nutrients to the photic zone, which leads to a decrease in primary productivity and a reduction in fish stocks. The high correlation between the total water supply and the lake level, identified using satellite data, opens up opportunities for predicting extreme floods, such as the 2021 flood in the Ruzizi Delta. Special attention is paid to the analysis of anthropogenic factors: it is shown that deforestation, urbanization, untreated discharges, agricultural runoff, and overfishing exacerbate climate-related changes, threatening the degradation of unique habitats for endemic species. The paper substantiates the need to integrate satellite monitoring into national water management systems and emphasizes the critical importance of developing adaptation strategies to preserve this unique ecosystem, which has a significant impact on the region's ecology and economy.

озеро Танганьика водный баланс спутниковые данные гидрологическая динамика климатические изменения хозяйственная деятельность

Lake Tanganyika water balance satellite data hydrological dynamics climate change economic activities

Tapley, B. D., & Reager, J. T. (2025). Nonlinearity in the trend of GRACE time series: improving understanding of global total water storage changes over two decades. Environmental Earth Sciences, 84, 384. URL: http://link.springer.com/article/10.1007/s12665-025-12389-9.

Verburg, P., Toussaint, F., Alonso, A., & Vanclooster, M. (2025). Leveraging 20 Years of Remote Sensing to Characterize Surface Phytoplankton Seasonality and Long-Term Trends in Lake Tanganyika [preprint]. EGUsphere. URL: http://doi.org/10.5194/egusphere-2025-1326

Rodell, M., et al. (2020). TELLUS_GLDAS NOAH3.3_TWS Anomaly Monthly Dataset for GRACE/GRACE FO Water Storage Studies. Dataset. URL: http://doi.org/10.5067/GGDAS 3NH33

Beck, H. E., et al. (2017). MSWEP V2 precipitation data: Combining gauge, satellite, and meteorological model data. Earth System Science Data, 9, 483–507. URL: http://www.gloh2o.org/mswep.

Plisnier, P. D., Toussaint, F., Alonso, A., & Vanclooster, M. (2023). Lake Tanganyika: Status, challenges, and opportunities for research collaborations. Journal of Great Lakes Research, 49(6), 102223. URL: http://doi.org/10.1016/j.jglr.2023.07.009

Landerer, F. W., Flechtner, F. M., Save, H., et al. (2020). Extending the global mass change data record: GRACE Follow-On instrument and science data performance. Geophysical Research Letters, 47(12). URL: http://doi.org/10.1029/2020GL088306

Tapley, B. D., Watkins, M. M., Flechtner, F., et al. (2019). Contributions of-GRACE to understanding climate change. Nature Climate Change, 9, 358–369. URL: http://doi.org/10.1038/s41558-019-0456-2

Pham-Duc, B., Sylvestre, F., Papa, F., et al. (2020). Lake water storage variations in East Africa derived from satellite observations (GRACE, altimetry, MODIS). Remote Sensing, 12(8), 1234. URL: http://doi.org/10.3390/rs12081234

Biancamaria, S., Lemoine, J.-M., Ramilien, G., et al. (2019). Satellite-based hydrological indicators to monitor water resources over large river basins. Remote Sensing of Environment, 221, 386–402. URL: http://doi.org/10.1016/j.rse.2018.11.028

10.

http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S2352938524000466-gr5_lrg.jpg.

11.

https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S2352938524000466-gr3.jpg.

12.

Hu, X., Ma, R., Zhang, Y., et al. (2021). Combining GRACE, satellite altimetry and hydrological modeling for groundwater assessment in large lake basins. Journal of Hydrology, 600, 126569. URL: http:// doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126569

13.

http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S2352938524000466-gr5.jpg.

14.

GLEV (Global Land Evapotranspiration). Biancamaria, S., et al. (2019). Satellite-based hydrological indicators to monitor water resources over large river basins. Remote Sensing of Environment, 221, 386-402. URL: http://doi.org/10.1016/j.rse.2018.11.028

15.

ERA5, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). URL: http://cds.climate.copernicus.eu.

16.

Branchu, P., & Bergonzini, L. (2004). Hydrological and environmental changes of Lake Tanganyika. Journal of African Earth Sciences, 39(1–2), 1–6. URL: http://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2004.04.006

17.

Sharma, A., Wada, Y., & Reager, J. T. (2019). Global high-resolution evapotranspiration from remote sensing products (GLEV). Hydrology and Earth System Sciences, 23, 2527–2552. URL: http://doi.org/10.5194/hess-23-2527-2019

18.

Rodell, M., Houser, P. R., Jambor, U., Gottschalck, J., Mitchell, K., Meng, C. J., ... & Toll, D. (2004). The Global Land Data Assimilation System. Bulletin of the American Meteorological Society, 85(3), 381-394. URL: http://doi.org/10.1175/BAMS-85-3-381

19.

Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horányi, A., Muñoz‐Sabater, J., ... & Thépaut, J. N. (2020). The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 146(730), 1999–2049. URL: http://doi.org/10.1002/qj.3803

20.

Cohen, A. S., Palacios-Fest, M. R., McGill, J., Swarzenski, P. W., Verschuren, D., Sinyinza, R., ... & Nkotagu, H. (2005). Paleolimnological investigations of anthropogenic environmental change in Lake Tanganyika: I. An introduction to the project. Journal of Paleolimnology, 34, 1–18. URL: http://doi.org/10.1007/s10933-005-2406-0

21.

Niyoyitungiye, P., Guha, S., & Wali, E. (2019). Assessment of anthropogenic pressures and water quality degradation in the Lake Tanganyika basin. Environmental Monitoring and Assessment, 191, 723. URL: http://doi.org/10.1007/s10661-019-7910-1

22.

http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0380133023001946-gr1.jpg.

23.

Karamage, F., Shao, H., Chen, X., Ndayisaba, F., & Nahayo, L. (2016). Deforestation effects on soil erosion in Central Africa. Remote Sensing, 8(7), 531. URL: http://doi.org/10.3390/rs8070531

24.

Michel, A., Ntakimazi, G., & Plisnier, P. D. (2003). Pollution and eutrophication in Lake Tanganyika. Aquatic Ecosystem Health & Management, 6(3), 283-296. URL: https://doi.org/10.1080/14634980301481

25.

Schwefel, R., Gaillardet, J., & Bouchez, J. (2019). Heavy metal contamination in tropical lake systems: the case of Lake Tanganyika. Science of the Total. Environment, 660, 116-125. URL: http://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.432

26.

Biancamaria, S., Lettenmaier, D. P., & Pavelsky, T. M. (2019). The SWOT mission and its capabilities. Surveys in Geophysics, 40, 131–153. URL: https://doi.org/10.1007/s10712-018-9470-4

27.

Bootsma, H. A., & Hecky, R. E. (1993). Conservation of the African Great Lakes: a limnological perspective. Conservation Biology, 7(3), 644-656. URL: http://doi.org/10.1046/j.1523-1739.1993.07030644.x

28.

Abila, R., Kitaka, N., & Masese, F. O. (2016). Potential environmental impacts of oil exploration in East African Rift lakes. Environmental Monitoring and Assessment, 188, 565. URL: http://doi.org/10.1007/s10661-016-5570-1

29.

Tapley, B. D., Bettadpur, S., Watkins, M., and Reigber, C. (2004). The gravity recovery and climate experiment: Mission overview and early results. Geophysical Research Letters, 31(9), L09607. URL: http://doi.org/10.1029/2004GL019920

30.

Nigatu, Z. M., Alemayehu, T., Soromessa, T., and Feyisa, G. L. (2021). Hydrological responses to climate variability using GRACE data in tropical basins. Journal of Hydrology: Regional Studies, 36, 100856. URL: http://doi.org/10.1016/j.ejrh.2021.100856

31.

Tierney, J. E., Mayes, M. T., Meyer, N., Johnson, C., and Cohen, A. S. (2010). Late-twentieth-century warming in Lake Tanganyika amplified by reduced mixing. Nature Geoscience, 3(6), 422-425. URL: http://doi.org/10.1038/ngeo865

32.

Verburg, P., Hecky, R. E., and Kling, H. (2023). Climate-induced stratification changes and ecological vulnerability in Lake Tanganyika. Hydrobiologia, 850, 1123-1142. URL: http://doi.org/10.1007/s10750-022-05072-0

33.

O’Reilly, C. M., Alin, S. R., Plisnier, P. D., Cohen, A. S., and McKee, B. A. (2003). Climate change decreases aquatic ecosystem productivity of Lake Tanganyika. Nature, 424, 766-768. URL: https://doi.org/10.1038/nature01833