Impacts of changes in groundwater recharge on the isotopic composition and geochemistry of seasonally ice-covered lakes: insights for sustainable management
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Lakes are under increasing pressure due to widespread anthropogenic impacts related to rapid development and population growth. Accordingly, many lakes are currently undergoing a systematic decline in water quality. Recent studies have highlighted that global warming and the subsequent changes in water use may further exacerbate eutrophication in lakes. Lake evolution depends strongly on hydrologic balance, and therefore on groundwater connectivity. Groundwater also influences the sensitivity of lacustrine ecosystems to climate and environmental changes, and governs their resilience. Improved characterization of groundwater exchange with lakes is needed today for lake preservation, lake restoration, and sustainable management of lake water quality into the future. In this context, the aim of the present paper is to determine if the future evolution of the climate, the population, and the recharge could modify the geochemistry of lakes (mainly isotopic signature and quality via phosphorous load) and if the isotopic monitoring of lakes could be an efficient tool to highlight the variability of the water budget and quality. Small groundwater-connected lakes were chosen to simulate changes in water balance and water quality expected under future climate change scenarios, namely representative concentration pathways (RCPs) 4.5 and 8.5. Contemporary baseline conditions, including isotope mass balance and geochemical characteristics, were determined through an intensive field-based research program prior to the simulations. Results highlight that future lake geochemistry and isotopic composition trends will depend on four main parameters: location (and therefore climate conditions), lake catchment size (which impacts the intensity of the flux change), lake volume (which impacts the range of variation), and lake G index (i.e., the percentage of groundwater that makes up total lake inflows), the latter being the dominant control on water balance conditions, as revealed by the sensitivity of lake isotopic composition. Based on these model simulations, stable isotopes appear to be especially useful for detecting changes in recharge to lakes with a G index of between 50 and 80 %, but response is non-linear. Simulated monthly trends reveal that evolution of annual lake isotopic composition can be dampened by opposing monthly recharge fluctuations. It is also shown that changes in water quality in groundwater-connected lakes depend significantly on lake location and on the intensity of recharge change.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».