Warming of water temperature in spring and nutrient release from sediment in a shallow eutrophic lake

沉积物 富营养化 环境科学 弹簧(装置) 水文学(农业) 全球变暖 营养物 海洋学 气候变化 地质学 生态学 地貌学 机械工程 生物 工程类 岩土工程
作者
Ryuichiro Shinohara,Kenji Tsuchiya,Ayato Kohzu
出处
期刊:Journal of Water and Climate Change [IWA Publishing]
卷期号:12 (7): 3187-3199 被引量:6
标识
DOI:10.2166/wcc.2021.145
摘要

Abstract We investigated whether recent springtime water temperature increases in a shallow eutrophic lake affected bottom sediment temperature and fluxes of ammonia (NH4+) and phosphate (PO43−) from the sediment. We conducted a lake-wide survey of Lake Kasumigaura, Japan, and analyzed the relationship between water temperature increases in spring and NH4+ and PO43− release fluxes. We also developed a numerical model to analyze how water temperature increase affects sediment temperature. Water temperature in May increased during 2010–2019 at a rate of 1.8–3.2 °C decade−1. The numerical simulation results showed that the water temperature increase was accompanied by a sediment temperature increase from a minimum of 18.3 °C in 2011 to a maximum of 21.6 °C in 2015. Despite the substantial difference in the observed sediment temperature (2.9 °C), no significant differences in NH4+ and PO43− fluxes in May between 2013/2014 and 2015 were found. These results suggest that both water and sediment temperatures are increasing in Lake Kasumigaura in spring, but it is unclear whether this warming has affected NH4+ and PO43− releases from the sediment. However, because a nonlinear response to sediment temperature was observed, future springtime warming may accelerate NH4+ and PO43− releases.
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