Widespread deoxygenation of temperate lakes - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Nature Année : 2021

Widespread deoxygenation of temperate lakes

Stephen Jane
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Gretchen Hansen
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Benjamin Kraemer
Peter Leavitt
Joshua Mincer
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Rebecca North
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Rachel Pilla
Jonathan Stetler
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Craig Williamson
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R. Iestyn Woolway
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Lauri Arvola
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Sudeep Chandra
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Curtis Degasperi
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Laura Diemer
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Julita Dunalska
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Oxana Erina
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Giovanna Flaim
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Hans-Peter Grossart
K. David Hambright
Catherine Hein
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Josef Hejzlar
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Lorraine Janus
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John Jones
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Lesley Knoll
Barbara Leoni
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Eleanor Mackay
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Shin-Ichiro Matsuzaki
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Chris Mcbride
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Dörthe Müller-Navarra
Andrew Paterson
Don Pierson
Michela Rogora
James Rusak
Steven Sadro
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Emilie Saulnier-Talbot
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Martin Schmid
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Ruben Sommaruga
Wim Thiery
Piet Verburg
Kathleen Weathers
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Gesa Weyhenmeyer
Kiyoko Yokota
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Kevin Rose
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Résumé

The concentration of dissolved oxygen in aquatic systems helps to regulate biodiversity(1,2), nutrient biogeochemistry(3), greenhouse gas emissions(4), and the quality of drinking water(5). The long-term declines in dissolved oxygen concentrations in coastal and ocean waters have been linked to climate warming and human activity(6,7), but little is known about the changes in dissolved oxygen concentrations in lakes. Although the solubility of dissolved oxygen decreases with increasing water temperatures, long-term lake trajectories are difficult to predict. Oxygen losses in warming lakes may be amplified by enhanced decomposition and stronger thermal stratification(8,9) or oxygen may increase as a result of enhanced primary production(10). Here we analyse a combined total of 45,148 dissolved oxygen and temperature profiles and calculate trends for 393 temperate lakes that span 1941 to 2017. We find that a decline in dissolved oxygen is widespread in surface and deep-water habitats. The decline in surface waters is primarily associated with reduced solubility under warmer water temperatures, although dissolved oxygen in surface waters increased in a subset of highly productive warming lakes, probably owing to increasing production of phytoplankton. By contrast, the decline in deep waters is associated with stronger thermal stratification and loss of water clarity, but not with changes in gas solubility. Our results suggest that climate change and declining water clarity have altered the physical and chemical environment of lakes. Declines in dissolved oxygen in freshwater are 2.75 to 9.3 times greater than observed in the world's oceans(6,7) and could threaten essential lake ecosystem services(2,3,5,11).

Dates et versions

hal-03303804 , version 1 (28-07-2021)

Licence

Paternité

Identifiants

Citer

Stephen Jane, Gretchen Hansen, Benjamin Kraemer, Peter Leavitt, Joshua Mincer, et al.. Widespread deoxygenation of temperate lakes. Nature, 2021, 594 (7861), pp.66-70. ⟨10.1038/s41586-021-03550-y⟩. ⟨hal-03303804⟩
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