Applying early warning indicators to predict critical transitions in a lake undergoing multiple changes
Notice bibliographique
Résumé
Lakes are dynamic ecosystems that can transition among stable states. Since ecosystem-scale transitions can be detrimental and difficult to reverse, being able to predict impending critical transitions in state variables has become a major area of research. However, not all transitions are detrimental, and there is considerable interest in better evaluating the success of management interventions to support adaptive management strategies. Here, we retrospectively evaluated the agreement between time series statistics (i.e., standard deviation, autocorrelation, skewness, and kurtosis-also known as early warning indicators) and breakpoints in state variables in a lake (Lake Simcoe, Ontario, Canada) that has improved from a state of eutrophication. Long-term (1980 to 2019) monitoring data collected fortnightly throughout the ice-free season were used to evaluate historical changes in 15 state variables (e.g., dissolved organic carbon, phosphorus, chlorophyll a) and multivariate-derived time series at three monitoring stations (shallow, middepth, deep) in Lake Simcoe. Time series results from the two deep-water stations indicate that over this period Lake Simcoe transitioned from an algal-dominated state toward a state with increased water clarity (i.e., Secchi disk depth) and silica and lower nutrient and chlorophyll a concentrations, which coincided with both substantial management intervention and the establishment of invasive species (e.g., Dreissenid mussels). Consistent with improvement, Secchi depth at the deep-water stations demonstrated expected trends in statistical indicators prior to identified breakpoints, whereas total phosphorus and chlorophyll a revealed more nuanced patterns. Overall, state variables were largely found to yield inconsistent trends in statistical indicators, so many breakpoints were likely not reflective of traditional bifurcation critical transitions. Nevertheless, statistical indicators of state variable time series may be a valuable tool for the adaptive management and long-term monitoring of lake ecosystems, but we call for more research within the domain of early warning indicators to establish a better understanding of state variable behavior prior to lake changes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 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) | 0,002 | 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 tête enseignante, 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 ».