SG: The ecosystem ecology of lake ice loss in north-temperate lakes

SG:北温带湖泊冰损的生态系统

基本信息

  • 批准号:
    1856224
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-07-01 至 2023-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The field of limnology is the study of inland waters. Historically, limnologists have dedicated their efforts to studying lakes in the summer, while overlooking winter. Winter field work is challenging. Most lakes in the United States, however, freeze over for at least part of the winter. A bias for summer research has left gaps in knowledge on lake chemistry and biology under ice. More pressingly, with anticipated changes in environmental conditions, there is a need for information on how lakes and reservoirs function in the winter for a more complete understanding of lakes. This knowledge is also critical to future management of freshwater resources in a future with shorter winters and less lake ice. The project advances the growing field of winter limnology by using long-term data collected on northern lakes in Wisconsin in conjunction with a snow-removal experiment to look at under-ice algae and the implications for ice-loss on spring algae blooms. This research will also provide hands-on research experience for students, including K-12, undergraduates, and graduate students. This project will advance the understanding of under-ice ecology by leveraging the rich winter limnology datasets of the North Temperate Lakes Long Term Ecological Research (NTL-LTER) site, high-frequency sensors, and the resources of a year-round limnological field station. To address the overarching question of how lake ice loss will impact lake productivity, this project focuses on three questions: is there a seasonal succession of planktonic events under lake ice; what are the major drivers of winter productivity; and how do seasons with less ice, or early-ice off, alter spring phytoplankton blooms? These three questions will be addressed through a combination of long-term data analysis, comparative and experimental studies, and modeling. The seven study lakes are in Northern Wisconsin and have been routinely monitored since 1981. Additionally, a bog lake will be the site of a snow manipulation experiment. This project will produce multiple outcomes, including insight into under-ice community dynamics and productivity, the dynamic nature of chlorophyll and oxygen production under ice, and the role of light availability in under-ice productivity. All of these analyses will further our ability to predict how a future with less lake ice will alter lake ecosystem dynamics.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
林木学领域是对内陆水域的研究。从历史上看,林木学家致力于在夏天俯瞰冬天的夏季研究湖泊。冬季现场工作具有挑战性。然而,在美国的大多数湖泊至少在整个冬季的一部分中都冻结了。夏季研究的偏见留下了关于冰上湖泊化学和生物学知识的差距。更紧迫的是,随着环境条件的预期变化,需要了解冬季湖泊和水库如何运作的信息,以便对湖泊有更全面的了解。这种知识对于未来较短的冬季和较少的湖冰的未来对未来的淡水资源管理也至关重要。该项目通过使用对威斯康星州北部湖泊收集的长期数据以及一项雪地拆除实验来研究冬季林木学的越来越多的领域,以研究冰藻不足的藻类,以及对春季藻类花朵上的冰损失的影响。这项研究还将为包括K-12,本科生和研究生在内的学生提供动手研究经验。该项目将通过利用北部温带湖泊长期生态研究(NTL)地点,高频传感器以及全年的林木野外现场的资源来利用丰富的冬季林木数据集,以提高对冰未冰生态的理解。为了解决湖泊损失将如何影响湖泊生产力的总体问题,该项目着重于三个问题:在冰湖下是否有季节性的浮游生活活动;冬季生产力的主要驱动力是什么?较少的冰或早期冰的季节如何改变春季浮游植物的盛开?这三个问题将通过长期数据分析,比较和实验研究以及建模的结合来解决。七个研究湖泊位于威斯康星州北部,自1981年以来就经常受到监测。此外,沼泽湖将成为雪机操作实验的所在地。该项目将产生多种结果,包括洞悉冰冰期社区动态和生产力,叶绿素和氧气产生的动态性质以及光的作用在冰底冰生产率中的作用。所有这些分析将进一步预测较少湖泊冰的未来如何改变湖泊生态系统动态的能力。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子优点和更广泛的影响评估标准来评估的。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Integrating Perspectives to Understand Lake Ice Dynamics in a Changing World
  • DOI:
    10.1029/2020jg005799
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sapna Sharma;Michael F. Meyer;J. Culpepper;Xiao Yang;S. Hampton;S. Berger;M. Brousil;Steven C. Fradkin;S. Higgins;K. Jankowski;G. Kirillin;A. Smits;Emily C. Whitaker;Foad Yousef;Shuai Zhang
  • 通讯作者:
    Sapna Sharma;Michael F. Meyer;J. Culpepper;Xiao Yang;S. Hampton;S. Berger;M. Brousil;Steven C. Fradkin;S. Higgins;K. Jankowski;G. Kirillin;A. Smits;Emily C. Whitaker;Foad Yousef;Shuai Zhang
Lake snow removal experiment snow, ice, and Secchi depth, 2019-2021
2019-2021年湖泊除雪实验雪、冰和Secchi深度
  • DOI:
    10.6073/pasta/962fa57959ff9828eb6f1cbda79b82c0
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Socha, Ellen;Gorsky, Adrianna
  • 通讯作者:
    Gorsky, Adrianna
Snow Manipulation Greenhouse Gas Measurements at South Sparkling and Trout Bog 2020-2021
2020-2021 年 South Sparkling 和 Trout Bog 的雪操纵温室气体测量
  • DOI:
    10.6073/pasta/661201fc3172c062bdc46010047031d5
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Gorsky, Adrianna L;Dugan, Hilary A;Lottig, Noah A
  • 通讯作者:
    Lottig, Noah A
Lake snow removal experiment phytoplankton community data, under ice, 2019-2021
湖泊除雪实验浮游植物群落数据,冰下,2019-2021
  • DOI:
    10.6073/pasta/f6e271634a04819e25bc7c913cd67155
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Socha, Ellen
  • 通讯作者:
    Socha, Ellen
A perspective on the ecological and evolutionary consequences of phenological variability in lake ice on north-temperate lakes
北温带湖泊冰物候变化的生态和进化后果的视角
  • DOI:
    10.1139/cjfas-2021-0221
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Feiner, Zachary S.;Dugan, Hilary A.;Lottig, Noah R.;Sass, Greg G.;Gerrish, Gretchen A.
  • 通讯作者:
    Gerrish, Gretchen A.
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