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Linkages between weather, dissolved organic carbon, and cold-water habitat in a Boreal Shield lake recovering from acidification

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Abstract:

To investigate potential effects of climate change on lake thermal structure, we examined relationships between the amount of cold-water habitat in late summer (defined as the 10 °C depth), summer weather, and dissolved organic carbon (DOC) concentration over a two-decade period (1981–2002) in a small Boreal Shield lake recovering from acidification. DOC concentration, wind-days (the product of mean daily wind speed and the number of days between ice-out and late-summer stratification), and mean daily temperature were significant predictors of the 10 °C depth in a multiple-regression model. A similar model using simply the number of ice-free days instead of wind-days was almost as effective. The models were quite successful in explaining interannual variations in the 10 °C depth when tested on a chemically and morphometrically similar nearby lake. While factors related to summer weather were important in explaining interannual variations in the amount of late-summer cold-water habitat, increased DOC concentration over the study period largely explained observed long-term decreases in the 10 °C depth (increases in cold-water habitat). DOC concentration was positively correlated with pH. In acidified regions, increases in DOC that accompany the recovery of acidified lakes will need to be considered in assessments of potential climate-change effects on lake thermal structure.

Afin d'étudier les effets potentiels du changement climatique sur la structure thermique des lacs, nous avons examiné les relations entre l'importante des habitats d'eau froide à la fin de l'été (délimités par la profondeur du 10 °C), les conditions climatiques estivales et les concentrations de carbone organique dissous (DOC) sur une période de deux décennies (1981–2002) dans un petit lac du bouclier boréal en phase de récupération de l'acidification. La concentration de DOC, les journées de vent (le produit de la vitesse moyenne journalière du vent par le nombre de jours entre la disparition de la glace et la stratification de fin d'été) et les températures journalières moyennes sont toutes des variables prédictives significatives de la profondeur du 10 °C dans un modèle de régression multiple. Un modèle semblable qui n'utilise que le nombre de jours sans glace au lieu du nombre de jours de vent est presque aussi efficace. Les modèles réussissent très bien à expliquer les variations interannuelles de la profondeur du 10 °C lorsqu'on les utilise sur un lac adjacent semblable par sa chimie et sa morphologie. Les facteurs reliés aux conditions climatiques de l'été sont importants pour expliquer les variations d'une année à l'autre de l'étendue des habitats d'eau froide en fin d'été; en revanche, l'accroissement de DOC durant la période d'étude explique en grande partie la réduction à long terme de la profondeur du 10 °C (donc l'augmentation des habitats d'eau froide). La concentration de DOC est en corrélation positive avec le pH. Dans les régions acidifiées, on devra tenir compte de l'accroissement de DOC qui accompagne la récupération des lacs acidifiés lorsqu'on évalue les effets potentiels du changement climatique sur la structure thermique d'un lac.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2005

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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nrc/cjfas/2005/00000062/00000002/art00010
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