Limnological Characteristics of a High Arctic Oasis and Comparisons across Northern Ellesmere Island

Rapidly warming temperatures in the Arctic are predicted to markedly alter the limnology of tundra lakes and ponds. These changes include increases in aquatic production, pH, specific conductivity, and nutrient levels. However, baseline limnological data from High Arctic regions are typically restri...

Full description

Bibliographic Details
Published in:ARCTIC
Main Authors: Keatley, Bronwyn E., Douglas, Marianne S.V., Smol, John P.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:English
Published: The Arctic Institute of North America 2009
Subjects:
DOC
COD
Online Access:https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/63283
Description
Summary:Rapidly warming temperatures in the Arctic are predicted to markedly alter the limnology of tundra lakes and ponds. These changes include increases in aquatic production, pH, specific conductivity, and nutrient levels. However, baseline limnological data from High Arctic regions are typically restricted to single sampling events or to repeated samplings of a few select sites, which limits our ability to assess the influence of climatic change. We employ two techniques to examine the influence of a warmer climate on High Arctic aquatic ecosystems. First, we compare limnological characteristics in July 2003 of 23 ponds and lakes from an atypically warm High Arctic oasis on Ellesmere Island to those of 32 ponds and lakes located across northern Ellesmere Island, where climatic conditions are much cooler and more typical of High Arctic environments. Second, we resample 13 sites originally analyzed in 1963 to assess the influence that 40 years of rising temperatures (as documented by meteorological records) have had on the limnological characteristics of these freshwater ecosystems. The specific conductivity values, as well as the concentrations of nutrients and related variables (especially dissolved organic carbon, DOC), from the Arctic oasis sites are among the highest yet reported from the Canadian High Arctic, and they are significantly higher than those from the polar desert around northern Ellesmere Island. Comparison of the modern and historical data indicated that most oasis sites currently have higher pH than they did in 1963, which is consistent with the documented warming of temperatures. On prévoit que les températures en hausse rapide dans l’Arctique auront pour effet de modifier considérablement la limnologie des lacs et étangs de la toundra. Parmi ces changements, notons l’augmentation de la production aquatique, du pH, de la conductibilité spécifique et des niveaux de nutriments. Toutefois, les données limnologiques de base des régions de l’Extrême-Arctique se limitent typiquement à des événements d’échantillonnage unique ou à des échantillonnages répétés de quelques sites choisis, ce qui a pour effet de restreindre notre aptitude à évaluer l’influence des changements climatiques. Nous avons eu recours à deux techniques pour examiner l’influence d’un climat plus chaud sur les écosystèmes aquatiques de l’Extrême- Arctique. Premièrement, nous comparons les caractéristiques limnologiques de juillet 2003 de 23 lacs et étangs d’oasis atypiquement chaudes de l’Extrême-Arctique sur l’île d’Ellesmere à celles de 32 étangs et lacs parsemés dans le nord de l’île d’Ellesmere, où les conditions climatiques sont beaucoup plus fraîches et plus typiques des milieux de l’Extrême-Arctique. Deuxièmement, nous avons rééchantillonné 13 sites qui avaient d’abord été analysés en 1963 et ce, dans le but d’évaluer l’influence qu’ont eu 40 années de températures à la hausse (d’après les données météorologiques) sur les caractéristiques limnologiques de ces écosystèmes d’eau douce. Les valeurs de conductibilité spécifique, de même que les concentrations en nutriments et les variables connexes (surtout le carbone organique dissous ou COD) des oasis de l’Extrême-Arctique figurent parmi les valeurs les plus élevées signalées dans l’Extrême-Arctique canadien, et sont considérablement plus élevées que celles des déserts polaires du nord de l’île d’Ellesmere. La comparaison des données contemporaines aux données historiques laisse entrevoir que la plupart des oasis ont un pH plus élevé actuellement qu’en 1963, ce qui coïncide avec la constatation documentée de l’augmentation des températures.