热环境、氧条件和土地利用对湖泊中上层食物网碳源和碳途径的影响

IF 1.3 4区 环境科学与生态学 Q3 ECOLOGY
Valentin Essert, Hélène Masclaux, V. Verneaux, L. Millet
{"title":"热环境、氧条件和土地利用对湖泊中上层食物网碳源和碳途径的影响","authors":"Valentin Essert, Hélène Masclaux, V. Verneaux, L. Millet","doi":"10.1080/11956860.2022.2094630","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"ABSTRACT Intensification of anthropogenic activities in many lake catchments during the twentieth century led to increased autochthonous organic matter sedimentation and degradation of hypolimnetic oxygen conditions due to the intensification of heterotrophic processes. These processes can be amplified by the effect of climate warming on thermal stratification in lakes. This study aimed to assess how metabolic disruptions affect carbon sources and pathways in lake pelagic food webs, focusing on methanogenic carbon. The studied lakes showed strong seasonal variations of carbon source availability and transfers to pelagic food webs, characterized by increased methanogenic carbon transfers to Daphnia populations in winter. The magnitude of these winter transfers seems to largely depend on the amount of methane stored in the hypolimnion during the stratification period, and thus on the amount of methane released with autumnal turnover. Methane production, storage and transfer mechanisms partly depend on thermal stratification intensity, but also on external factors such as land use. This study provides new insights into the impacts of global changes on the sources and pathways of carbon in pelagic food webs through their influence on lake metabolism and thermal regimes. These functional changes may lead to greater production and release of greenhouse gases into the atmosphere. RÉSUMÉ L'intensification des activités anthropiques sur de nombreux bassins versants lacustres durant le XXe siècle a conduit à une augmentation de la sédimentation organique autochtone et à la dégradation des conditions d'oxygénation hypolimniques en raison de l'intensification des processus hétérotrophes. Ces processus peuvent être amplifiés par l'effet du réchauffement climatique sur la stratification thermique des lacs. Cette étude visait à évaluer comment ces perturbations métaboliques affectent les sources et les voies de transfert du carbone dans les réseaux trophiques pélagiques lacustres, en se focalisant sur le carbone d'origine méthanogène. Les lacs étudiés ont révélé de fortes variations saisonnières des sources de carbone disponibles et transférées aux réseaux trophiques pélagiques, caractérisées par l'intensification des transferts de carbone d'origine méthanogène aux populations de Daphnia en hiver. L'intensité de ces transferts hivernaux semble grandement dépendre de la quantité de méthane stockée dans l'hypolimnion durant la période de stratification, et donc de la quantité de méthane libérée lors du brassage automnal. Les mécanismes de production, stockage et transfert de méthane semblent en partie dépendre de l'intensité de la stratification thermique, mais aussi de facteurs externes comme l'utilisation des sols. Cette étude fournit de nouvelles connaissances sur les conséquences potentielles des changements planétaires sur les sources et les voies de transfert du carbone dans les réseaux trophiques pélagiques via leur influence sur le métabolisme et le régime thermique des lacs. Ces changements fonctionnels pourraient mener à une augmentation de la production et des émissions atmosphériques de gaz à effet de serre.","PeriodicalId":51030,"journal":{"name":"Ecoscience","volume":"29 1","pages":"293 - 310"},"PeriodicalIF":1.3000,"publicationDate":"2022-07-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"1","resultStr":"{\"title\":\"Influence of Thermal Regime, Oxygen Conditions and Land Use on Source and Pathways of Carbon in Lake Pelagic Food Webs\",\"authors\":\"Valentin Essert, Hélène Masclaux, V. Verneaux, L. Millet\",\"doi\":\"10.1080/11956860.2022.2094630\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"ABSTRACT Intensification of anthropogenic activities in many lake catchments during the twentieth century led to increased autochthonous organic matter sedimentation and degradation of hypolimnetic oxygen conditions due to the intensification of heterotrophic processes. These processes can be amplified by the effect of climate warming on thermal stratification in lakes. This study aimed to assess how metabolic disruptions affect carbon sources and pathways in lake pelagic food webs, focusing on methanogenic carbon. The studied lakes showed strong seasonal variations of carbon source availability and transfers to pelagic food webs, characterized by increased methanogenic carbon transfers to Daphnia populations in winter. The magnitude of these winter transfers seems to largely depend on the amount of methane stored in the hypolimnion during the stratification period, and thus on the amount of methane released with autumnal turnover. Methane production, storage and transfer mechanisms partly depend on thermal stratification intensity, but also on external factors such as land use. This study provides new insights into the impacts of global changes on the sources and pathways of carbon in pelagic food webs through their influence on lake metabolism and thermal regimes. These functional changes may lead to greater production and release of greenhouse gases into the atmosphere. RÉSUMÉ L'intensification des activités anthropiques sur de nombreux bassins versants lacustres durant le XXe siècle a conduit à une augmentation de la sédimentation organique autochtone et à la dégradation des conditions d'oxygénation hypolimniques en raison de l'intensification des processus hétérotrophes. Ces processus peuvent être amplifiés par l'effet du réchauffement climatique sur la stratification thermique des lacs. Cette étude visait à évaluer comment ces perturbations métaboliques affectent les sources et les voies de transfert du carbone dans les réseaux trophiques pélagiques lacustres, en se focalisant sur le carbone d'origine méthanogène. Les lacs étudiés ont révélé de fortes variations saisonnières des sources de carbone disponibles et transférées aux réseaux trophiques pélagiques, caractérisées par l'intensification des transferts de carbone d'origine méthanogène aux populations de Daphnia en hiver. L'intensité de ces transferts hivernaux semble grandement dépendre de la quantité de méthane stockée dans l'hypolimnion durant la période de stratification, et donc de la quantité de méthane libérée lors du brassage automnal. Les mécanismes de production, stockage et transfert de méthane semblent en partie dépendre de l'intensité de la stratification thermique, mais aussi de facteurs externes comme l'utilisation des sols. Cette étude fournit de nouvelles connaissances sur les conséquences potentielles des changements planétaires sur les sources et les voies de transfert du carbone dans les réseaux trophiques pélagiques via leur influence sur le métabolisme et le régime thermique des lacs. Ces changements fonctionnels pourraient mener à une augmentation de la production et des émissions atmosphériques de gaz à effet de serre.\",\"PeriodicalId\":51030,\"journal\":{\"name\":\"Ecoscience\",\"volume\":\"29 1\",\"pages\":\"293 - 310\"},\"PeriodicalIF\":1.3000,\"publicationDate\":\"2022-07-07\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"1\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Ecoscience\",\"FirstCategoryId\":\"93\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.1080/11956860.2022.2094630\",\"RegionNum\":4,\"RegionCategory\":\"环境科学与生态学\",\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q3\",\"JCRName\":\"ECOLOGY\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Ecoscience","FirstCategoryId":"93","ListUrlMain":"https://doi.org/10.1080/11956860.2022.2094630","RegionNum":4,"RegionCategory":"环境科学与生态学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"ECOLOGY","Score":null,"Total":0}
引用次数: 1

摘要

二十世纪期间,许多湖泊集水区人为活动的加剧导致异养过程加剧,导致局部有机物质沉降和低氧条件恶化。气候变暖对湖泊热分层的影响可能会放大这些过程。本研究旨在评估代谢破坏如何影响湖远洋食品网站的碳源和途径,重点是甲烷碳。所研究的湖泊显示了碳源可用性和向远洋食物网转移的强烈季节性变化,其特征是冬季向水蚤种群的甲烷碳转移增加。这些冬季转移的幅度似乎在很大程度上取决于分层期间低锂离子中储存的甲烷量,因此取决于秋季周转时释放的甲烷量。甲烷的生产、储存和转移机制部分取决于热分层强度,但也取决于土地使用等外部因素。这项研究提供了新的见解,通过全球变化对湖泊代谢和热状态的影响,了解全球变化对远洋食品网碳源和途径的影响。这些功能变化可能导致温室气体更大的产生和释放到大气中。摘要:20世纪许多湖泊流域人类活动的加剧导致了本地有机沉积的增加,并由于异养过程的加剧而导致低湖沼氧合条件的恶化。全球变暖对湖泊热分层的影响可能会放大这些过程。本研究旨在评估这些代谢干扰如何影响湖泊中上层食物网中碳的来源和转移途径,重点关注产甲烷碳。所研究的湖泊显示,转移到远洋食物网的可用碳源存在强烈的季节性变化,其特征是冬季甲烷碳向水蚤种群的转移加剧。这些冬季转移的强度似乎在很大程度上取决于分层期间储存在低湖沼中的甲烷量,因此取决于秋季搅拌期间释放的甲烷量。甲烷的产生、储存和转移机制似乎部分取决于热分层的强度,但也取决于土地利用等外部因素。这项研究提供了关于全球变化通过其对湖泊代谢和热状态的影响对远洋食物网中碳的来源和转移途径的潜在后果的新知识。这些功能变化可能导致温室气体的产生和大气排放增加。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Influence of Thermal Regime, Oxygen Conditions and Land Use on Source and Pathways of Carbon in Lake Pelagic Food Webs
ABSTRACT Intensification of anthropogenic activities in many lake catchments during the twentieth century led to increased autochthonous organic matter sedimentation and degradation of hypolimnetic oxygen conditions due to the intensification of heterotrophic processes. These processes can be amplified by the effect of climate warming on thermal stratification in lakes. This study aimed to assess how metabolic disruptions affect carbon sources and pathways in lake pelagic food webs, focusing on methanogenic carbon. The studied lakes showed strong seasonal variations of carbon source availability and transfers to pelagic food webs, characterized by increased methanogenic carbon transfers to Daphnia populations in winter. The magnitude of these winter transfers seems to largely depend on the amount of methane stored in the hypolimnion during the stratification period, and thus on the amount of methane released with autumnal turnover. Methane production, storage and transfer mechanisms partly depend on thermal stratification intensity, but also on external factors such as land use. This study provides new insights into the impacts of global changes on the sources and pathways of carbon in pelagic food webs through their influence on lake metabolism and thermal regimes. These functional changes may lead to greater production and release of greenhouse gases into the atmosphere. RÉSUMÉ L'intensification des activités anthropiques sur de nombreux bassins versants lacustres durant le XXe siècle a conduit à une augmentation de la sédimentation organique autochtone et à la dégradation des conditions d'oxygénation hypolimniques en raison de l'intensification des processus hétérotrophes. Ces processus peuvent être amplifiés par l'effet du réchauffement climatique sur la stratification thermique des lacs. Cette étude visait à évaluer comment ces perturbations métaboliques affectent les sources et les voies de transfert du carbone dans les réseaux trophiques pélagiques lacustres, en se focalisant sur le carbone d'origine méthanogène. Les lacs étudiés ont révélé de fortes variations saisonnières des sources de carbone disponibles et transférées aux réseaux trophiques pélagiques, caractérisées par l'intensification des transferts de carbone d'origine méthanogène aux populations de Daphnia en hiver. L'intensité de ces transferts hivernaux semble grandement dépendre de la quantité de méthane stockée dans l'hypolimnion durant la période de stratification, et donc de la quantité de méthane libérée lors du brassage automnal. Les mécanismes de production, stockage et transfert de méthane semblent en partie dépendre de l'intensité de la stratification thermique, mais aussi de facteurs externes comme l'utilisation des sols. Cette étude fournit de nouvelles connaissances sur les conséquences potentielles des changements planétaires sur les sources et les voies de transfert du carbone dans les réseaux trophiques pélagiques via leur influence sur le métabolisme et le régime thermique des lacs. Ces changements fonctionnels pourraient mener à une augmentation de la production et des émissions atmosphériques de gaz à effet de serre.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
Ecoscience
Ecoscience 环境科学-生态学
CiteScore
2.80
自引率
0.00%
发文量
13
审稿时长
>36 weeks
期刊介绍: Écoscience, is a multidisciplinary journal that covers all aspects of ecology. The journal welcomes submissions in English or French and publishes original work focusing on patterns and processes at various temporal and spatial scales across different levels of biological organization. Articles include original research, brief communications and reviews.
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信