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Long-term changes in climate, streamflow, and nutrient budgets for first-order catchments at the Experimental Lakes Area (Ontario, Canada)

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Abstract:

We analyzed 36years of records for climate, hydrology, and the chemistry of precipitation and runoff from the Lake 239 (Rawson Lake) catchment at the Experimental Lakes Area (Ontario, Canada). No evidence of significant periodicity was found for any variable in the Experimental Lakes Area records. The longer (67-year) record from nearby Kenora, Ontario, revealed a 31-year cycle in precipitation but not temperature. Significant increasing long-term trends at the Experimental Lakes Area were found for annual and winter temperature and summer precipitation and deposition of ammonium, total nitrogen (TN), and total dissolved nitrogen (TDN). Large (80%) increases in ammonium deposition appear to be related to higher emissions in the central United States. A significant negative trend for dissolved organic carbon (DOC) in precipitation cannot be explained. In runoff, significant positive trends were found for TDN and DOC in the northeast catchment and TN, TDN, ammonium, and DOC in the northwest. Significant negative trends were found for TDP and nitrate in the northeast. Significant increases were found for retention of ammonium in all catchments and DOC in the northeast and northwest. There was no apparent relationship between forest succession and retention of nutrients. Results are compared with those from three other long-term monitoring sites in eastern North America.

Nous analysons les données de climat, d’hydrologie ainsi que de chimie des précipitations et du ruissellement sur une période 36 ans dans le bassin versant du lac 239 (lac Rawson) de la Région des lacs expérimentaux (Ontario, Canada). Il n’existe aucune indication de l’existence de périodicité pour aucune des variables dans ces données de la Région des lacs expérimentaux. Des données sur une période plus étendue (67 années) de la ville adjacente de Kenora, Ontario, indiquent un cycle de 31 ans dans les précipitations, mais pas dans les températures. Des tendances d’accroissement à longue échelle à la Région des lacs expérimentaux peuvent être décelées en ce qui a trait aux températures annuelles et hivernales, aux précipitations estivales et aux dépôts d’ammonium, d’azote total (TN) et d’azote dissous total (TDN). Les augmentations importantes (80%) des précipitations d’ammonium semblent reliées aux émissions accrues dans le centre des États-Unis. Une tendance négative significative en ce qui concerne le carbone organique dissous (DOC) dans les précipitations reste inexpliquée. Dans le ruissellement, il existe des tendances positives significatives pour TDN et DOC dans le nord-est du bassin versant et pour TN, TDN, l’ammonium et DOC dans le nord-ouest. Des tendances négatives significatives s’observent pour TDN et les nitrates dans le nord-est. Il y a des accroissements significatifs de la rétention de l’ammonium dans tous les versants et de DOC au nord-est et au nord-ouest. Aucune relation apparente n’est décelable entre la succession forestière et la rétention des nutriments. Nous comparons nos résultats à ceux de trois autres sites de surveillance à long terme de l’est de l’Amérique du Nord.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2009

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