氷冠の減少と氷河融解の加速がもたらす生態系への影響を対照的に示す

Contrasting the ecological effects of decreasing ice cover versus accelerated glacial melt on the High Arctic's largest lake.

• Neal Michelutti
• Marianne S V Douglas
• Dermot Antoniades
• Igor Lehnherr
• Vincent L St Louis
• Kyra St Pierre
• Derek C G Muir
• Gregg Brunskill
• John P Smol

抄録

北極圏最大の湖であるヘイゼン湖では、2007年に氷床面積の増加から氷床面積の減少へと変化して以来、氷河の融解水量が約10倍に増加しています。氷河融解水の増加は、栄養塩収支、濁度、熱環境の変化を通じて、水生生態系の生態学的機能を変化させる可能性がある。ここでは、1990年から2017年の間にヘイゼン湖で採取された希少な5つの高解像度堆積物コアを調査し、氷河期の融解水の増加と湖氷の変化が生態学的変化に及ぼす影響を調査した。すべてのコアに含まれる珪藻化石群集には、過去約200年の間に以下の2つの大きな変化が見られた。(i)1900年頃には、それまでは枯渇していた個体群から先駆的な底生生物が増殖したこと、(ii)1980年頃から浮遊性の生物が増加し、現在のようになったことである。順次採取された各コアの最上部の間隔は、正確な日付を示しており、氷河期の投入が加速される数十年前に珪藻類のレジームシフトが起こったことを示している。これらのデータは、ヘイゼン湖の珪藻類群集が、氷河期の流出の増加に伴う石灰学的な影響よりも、湖氷と積雪の減少に関連した湖沼内の内在的な要因に主に反応していることを示している。

Lake Hazen, the High Arctic's largest lake, has received an approximately 10-fold increase in glacial meltwater since its catchment glaciers shifted from net mass gain to net mass loss in 2007 common era (CE), concurrent with recent warming. Increased glacial meltwater can alter the ecological functioning of recipient aquatic ecosystems via changes to nutrient budgets, turbidity and thermal regimes. Here, we examine a rare set of five high-resolution sediment cores collected in Lake Hazen between 1990 and 2017 CE to investigate the influence of increased glacial meltwater versus alterations to lake ice phenology on ecological change. Subfossil diatom assemblages in all cores show two major shifts over the past approximately 200 years including: (i) a proliferation of pioneering, benthic taxa at approximately 1900 CE from previously depauperate populations; and (ii) a rise in planktonic taxa beginning at approximately 1980 CE to present-day dominance. The topmost intervals from each sequentially collected core provide exact dates and demonstrate that diatom regime shifts occurred decades prior to accelerated glacial inputs. These data show that diatom assemblages in Lake Hazen are responding primarily to intrinsic lake factors linked to decreasing duration of lake ice and snow cover rather than to limnological impacts associated with increased glacial runoff.