Near‐bed stratification controls bottom hypoxia in ice‐covered alpine lakes
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Abstract In ice‐covered lakes, near‐bottom oxygen concentration decreases for most of the wintertime, sometimes down to the point that bottom waters become hypoxic. Studies insofar have reached divergent conclusions on whether climate change limits or reinforces the extent and duration of hypoxia under ice, raising the need for a comprehensive understanding of the drivers of the dissolved oxygen (DO) dynamics under lake ice. Using high‐temporal resolution time series of DO concentration and temperature across 14 mountain lakes, we showed that the duration of bottom hypoxia under ice varies from 0 to 236 d within lakes and among years. The variability of hypoxia duration was primarily explained by changes in the decay rate of DO above the lake bottom rather than by differences in DO concentration at the ice onset or in the ice‐cover duration. We observed that the DO decay rate was primarily linked to physical controls (i.e., deep‐water warming) rather than biogeochemical drivers (i.e., proxies for lake or catchment productivity). Using a simple numerical model, we provided a proof‐of‐concept that the near‐bed stratification can be the mechanism tying the DO decay rate to the sediment heat release under the ice. We ultimately showed that the DO decay rate and hypoxia duration are driven by the summer light climate, with faster oxygen decline found under the ice of clearer cryostratified alpine lakes. We derived a framework theorizing how the hypoxia duration might change under the ice of alpine lakes in a warmer climate.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Near‐bed stratification controls bottom hypoxia in ice‐covered alpine lakes
- Date Crossref
- 27/03/2023
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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University of Lausanne pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institut de Biologia Evolutiva pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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École Polytechnique Fédérale de Lausanne Physics of Aquatic Systems Laboratory pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Universitat de Barcelona pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology Department of Surface Waters—Research and Management Eawag pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Université Savoie Mont Blanc pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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ETH Zurich pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Pennsylvania Department of Earth and Environmental Science pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Geopolis pays non établi dans la noticeInstitution
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Faculty of Geoscience and Environment pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Ecology and Environmental Sciences University of Barcelona Barcelona Spain Department of Evolutionary Biology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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UMR CARRTEL University Savoie‐MontBlanc Le Bourget du Lac France pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
University of Lausanne, Institut de Biologia Evolutiva et Physics of Aquatic Systems Laboratory — École Polytechnique Fédérale de Lausanne, avec 9 autres affiliations.
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