Pairing Modern and Paleolimnological Approaches to Evaluate the Nutrient Status of Lakes in Upper Midwest National Parks

Understanding what constitutes a reference (background) nutrient condition for lakes is important for National Park Service managers responsible for preserving and protecting aquatic resources. For this study we characterize water quality conditions in 29 lakes across four national parks, and compare their nutrient status to U.S. Environmental Protection Agency (USEPA) nutrient reference criteria and alternative criteria recently proposed by others. Where appropriate we also compare the nutrient status of these 29 lakes to state or tribal nutrient reference criteria or standards. For lakes that exceed reference criteria we investigate physical and chemical patterns, and for a subset of lakes compare modern nutrient conditions to paleolimnological (i.e., diatom‐inferred [DI]) nutrient reconstructions. Many lakes exceeded USEPA nutrient reference criteria, but met alternative less restrictive criteria. Modern nutrient conditions were also largely consistent with DI historic (pre‐1900) nutrient conditions. Lakes exceeding alternative nutrient criteria and with elevated nutrient levels relative to DI historic conditions were mostly small, shallow, and dystrophic; continued attention to their nutrient dynamics and biological response is warranted. Coupling modern and paleolimnological data offer an innovative and scientifically defensible approach to understand long‐term nutrient trends and provide greater context for comparison with reference conditions.     

Paleoecological analysis of chironomid assemblages of a mountain lake as a source of information for biomonitoring

The results of paleoecological analysis of chironomid remains in bottom sediments of a mountain lake exposed to atmospheric pollution with acidifying compounds and heavy metals are described. With consideration of the reconstructed chironomid assemblages, it is demonstrated that the course of natural lake ontogeny has been tending to change since the beginning of industrial development in the region. Chironomid taxa promising as indicators for biological monitoring are discussed.     

喀斯特地区供水水库营养演化历史重建

利用²¹⁰Pb-¹³⁷Cs年代学方法,结合洪水事件沉积层,综合建立了红枫湖沉积岩芯准确的年代学模型.在此基础上,通过测定沉积物多种地球化学指标（LOI、TOC、TN、C/N比、δ¹³C_org、BSi）,结合历史文献记录和已有的水质监测数据,重建了1960~2016年红枫湖营养状态变化历史.结果表明,建库以来红枫湖水体经历了多次营养状态的显著转换.其中,1991年开始水体逐渐从中营养转向富营养化状态,主要是人类活动引起的内、外源营养物质输入显著增加所致,特别是网箱养鱼活动可能起到重要作用;2000年开始,水体逐渐转向中营养化,主要是一系列保护和治理措施的实施;2004年开始,水体再次逐渐恶化,转向富营养化状态,主要是外源污染物输入增加,加上内源底泥营养物质的重新释放;2009年以来,水质逐渐改善,处于中营养化状态,主要是外源污染得到有效控制,但表层营养物质含量较高,现阶段在减少外源污染物输入的同时,应重点加强底泥污染物的治理工作.     

喀斯特地区供水水库营养演化历史重建

利用²¹⁰Pb-¹³⁷Cs年代学方法，结合洪水事件沉积层，综合建立了红枫湖沉积岩芯准确的年代学模型.在此基础上，通过测定沉积物多种地球化学指标（LOI、TOC、TN、C/N比、δ¹³C_org、BSi），结合历史文献记录和已有的水质监测数据，重建了1960~2016年红枫湖营养状态变化历史.结果表明，建库以来红枫湖水体经历了多次营养状态的显著转换.其中，1991年开始水体逐渐从中营养转向富营养化状态，主要是人类活动引起的内、外源营养物质输入显著增加所致，特别是网箱养鱼活动可能起到重要作用；2000年开始，水体逐渐转向中营养化，主要是一系列保护和治理措施的实施；2004年开始，水体再次逐渐恶化，转向富营养化状态，主要是外源污染物输入增加，加上内源底泥营养物质的重新释放；2009年以来，水质逐渐改善，处于中营养化状态，主要是外源污染得到有效控制，但表层营养物质含量较高，现阶段在减少外源污染物输入的同时，应重点加强底泥污染物的治理工作.     

“安全公正空间”框架在区域环境管理中的应用——以太白湖流域为例

近年兴起的“安全公正空间”（Safe and Just Operating Space）理论框架突出了环境安全上限,兼顾了社会发展主要指标的达成度,对区域环境安全和社会可持续发展具有重要意义。选择长江中下游太白湖这一典型湖泊流域,整合周边县市社会调查数据及过去近150余年来的沉积记录（包括地球化学、孢粉、硅藻等多指标）,分别从环境安全及社会基础两个方面,构建了该流域社会-生态系统安全公正空间。结果显示：目前,流域内水质、空气质量、耕地面积和水土保持这4个指标超越了环境上限,处于危险状态;清洁能源、产业创新的社会基础完成度相对较低。该框架有助于流域系统的管理和决策,同时也有利于公众理解环境上限和社会基础之间交互复杂的关系。本研究亦展示了多源环境数据,特别是古湖沼学记录,能为区域生态环境管理提供重要的长期背景资料。