Seasonal Variations in the Limnology of Noell Lake in the Western Canadian Arctic Tracked by In Situ Observation Systems + Supplementary Appendix 1 (See Article Tools)

Research investigating climate-driven changes in northern lake ecosystems is complicated by a legacy of initiatives that have used sporadic observations, often confined to open-water seasons, to define the lake state. These observations have conventionally been lake water samples analyzed for a suit...

Full description

Bibliographic Details
Published in:ARCTIC
Main Authors: Paquette-Struger, Benjamin, Wrona, Frederick J., Atkinson, David, Di Cenzo, Peter
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:English
Published: The Arctic Institute of North America 2018
Subjects:
Online Access:https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/67754
Description
Summary:Research investigating climate-driven changes in northern lake ecosystems is complicated by a legacy of initiatives that have used sporadic observations, often confined to open-water seasons, to define the lake state. These observations have conventionally been lake water samples analyzed for a suite of physical and chemical parameters and are indicative of only the days or hours immediately before sampling. Monitoring approaches that sample a broader scope of limnological parameters over a continuous period are needed to augment existing strategies. A study of the seasonal changes to limnological parameters in Noell Lake was performed by analyzing continuous, hourly data collected from a series of automated and non-automated moorings over the period July 2012 to July 2013. Noell Lake was found to be strongly stratified throughout the open-water and under-ice seasons, with two prominent mixing periods in spring and fall. Processes of cryoconcentration and respiration intensified density-driven stratification while the lake is ice-covered, with the deep holes of Noell Lake becoming particularly saline and oxygen-depleted all year. Hypoxia was prevalent during the under-ice season because these physical and biogeochemical processes eliminated mixing from the lower lake depths while oxygen demand remained high. Use of continuous hourly monitoring facilitated improved understanding of the dynamical response of Noell Lake to atmospheric forcing. Les recherches sur les changements d’ordre climatique dans les écosystèmes lacustres nordiques sont compliquées par les incidences d’initiatives ayant recouru à des observations sporadiques, souvent restreintes aux saisons d’eaux libres, pour définir l’état des lacs. Habituellement, ces observations se sont traduites par l’analyse d’échantillons d’eau lacustre en fonction d’un ensemble de paramètres physiques et chimiques et par conséquent, elles ne sont représentatives que des jours ou des heures précédant immédiatement l’échantillonnage. Il y a lieu d’adopter des méthodes de surveillance qui permettent d’échantillonner de plus vastes paramètres limnologiques sur une période continue afin de rehausser les stratégies actuelles. L’étude des changements saisonniers à l’égard des paramètres limnologiques du lac Noell a été effectuée par le biais de l’analyse de données horaires et continues recueillies à partir d’une série d’amarrages automatisés et non automatisés pendant la période allant de juillet 2012 à juillet 2013. Cette étude a permis de déterminer que le lac Noell est fortement stratifié pendant les saisons d’eaux libres et d’englacement, et qu’il y a deux périodes de brassage importantes au printemps et à l’automne. Les processus de cryoconcentration et de respiration ont intensifié la stratification attribuable à la densité lorsque le lac est couvert de glace, les trous profonds du lac Noell devenant particulièrement salins et dépourvus d’oxygène pendant toute l’année. Pendant la saison d’englacement, l’hypoxie était répandue parce que ces processus physiques et biogéochimiques éliminaient le brassage dans les grandes profondeurs du lac alors que la demande en oxygène restait grande. Le recours à la surveillance horaire continue a permis de mieux comprendre la réponse dynamique du lac Noell au forçage atmosphérique.