While there is a general sense that lakes can act as sentinels of climate change, their efficacy has not been thoroughly analyzed. We identified the key response variables within a lake that act as indicators of the effects of climate change on both the lake and the catchment. These variables reflect a wide range of physical, chemical, and biological responses to climate. However, the efficacy of the different indicators is affected by regional response to climate change, characteristics of the catchment, and lake mixing regimes. Thus, particular indicators or combinations of indicators are more effective for different lake types and geographic regions. The extraction of climate signals can be further complicated by the influence of other environmental changes, such as eutrophication or acidification, and the equivalent reverse phenomena, in addition to other land‐use influences. In many cases, however, confounding factors can be addressed through analytical tools such as detrending or filtering. Lakes are effective sentinels for climate change because they are sensitive to climate, respond rapidly to change, and integrate information about changes in the catchment.

Abstract In this first worldwide synthesis of in situ and satellite‐derived lake data, we find that lake summer surface water temperatures rose rapidly (global mean = 0.34°C decade −1 ) between 1985 and 2009. Our analyses show that surface water warming rates are dependent on combinations of climate and local characteristics, rather than just lake location, leading to the counterintuitive result that regional consistency in lake warming is the exception, rather than the rule. The most rapidly warming lakes are widely geographically distributed, and their warming is associated with interactions among different climatic factors—from seasonally ice‐covered lakes in areas where temperature and solar radiation are increasing while cloud cover is diminishing (0.72°C decade −1 ) to ice‐free lakes experiencing increases in air temperature and solar radiation (0.53°C decade −1 ). The pervasive and rapid warming observed here signals the urgent need to incorporate climate impacts into vulnerability assessments and adaptation efforts for lakes.

The seasonal succession of plankton is an annually repeated process of community assembly during which all major external factors and internal interactions shaping communities can be studied. A quarter of a century ago, the state of this understanding was described by the verbal plankton ecology group (PEG) model. It emphasized the role of physical factors, grazing and nutrient limitation for phytoplankton, and the role of food limitation and fish predation for zooplankton. Although originally targeted at lake ecosystems, it was also adopted by marine plankton ecologists. Since then, a suite of ecological interactions previously underestimated in importance have become research foci: overwintering of key organisms, the microbial food web, parasitism, and food quality as a limiting factor and an extended role of higher order predators. A review of the impact of these novel interactions on plankton seasonal succession reveals limited effects on gross seasonal biomass patterns, but strong effects on species replacements.

An increase in cyanobacteria bloom formation within lakes has been forecasted as a result of global warming. We investigated the particular physical and chemical thresholds for cyanobacteria performance in a lake model system, the polymictic eutrophic Müggelsee, which has been affected by significant warming trends and substantial reductions in external nutrient load. To identify key physical and nutrient thresholds favoring cyanobacterial performance, we applied classification tree analysis to water temperature, Schmidt stability, oxygen, pH, nutrients (including phosphorus, nitrogen, and their relative ratios), and zooplankton abundance during periods of summer thermal stratification. Although total phosphorus (TP) concentration was the principal force driving cyanobacteria contribution to total algal mass, climate‐induced changes in the thermal regime, rather than direct temperature effects, positively influenced cyanobacteria dominance. Stratification periods exceeding 3 weeks and exhibiting a Schmidt stability of >44 g cm cm −2 favored cyanobacteria proliferation within a critical TP concentration range (70‐215 µg L −1 ). The dominating genera Aphanizomenon , Anabaena , and Microcystis achieved the highest biomass in cases in which total nitrogen concentrations exceeded 1.29 mg L −1 , stratified conditions exceeded a duration of 3 weeks, and TP concentrations exceeded 215 mg L −1 , respectively. Given the observed broad range of TP thresholds within which climate warming enhances the probability of cyanobacteria dominance, the incidence of cyanobacteria blooms will certainly increase in many lakes under future climate scenarios.

Abstract Despite evidence from a number of Earth systems that abrupt temporal changes known as regime shifts are important, their nature, scale and mechanisms remain poorly documented and understood. Applying principal component analysis, change‐point analysis and a sequential t ‐test analysis of regime shifts to 72 time series, we confirm that the 1980s regime shift represented a major change in the Earth's biophysical systems from the upper atmosphere to the depths of the ocean and from the Arctic to the Antarctic, and occurred at slightly different times around the world. Using historical climate model simulations from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 ( CMIP 5) and statistical modelling of historical temperatures, we then demonstrate that this event was triggered by rapid global warming from anthropogenic plus natural forcing, the latter associated with the recovery from the El Chichón volcanic eruption. The shift in temperature that occurred at this time is hypothesized as the main forcing for a cascade of abrupt environmental changes. Within the context of the last century or more, the 1980s event was unique in terms of its global scope and scale; our observed consequences imply that if unavoidable natural events such as major volcanic eruptions interact with anthropogenic warming unforeseen multiplier effects may occur.

We assembled data from a global network of automated lake observatories to test hypotheses regarding the drivers of ecosystem metabolism. We estimated daily rates of respiration and gross primary production (GPP) for up to a full year in each lake, via maximum likelihood fits of a free‐water metabolism model to continuous high‐frequency measurements of dissolved oxygen concentrations. Uncertainties were determined by a bootstrap analysis, allowing lake‐days with poorly constrained rate estimates to be down‐weighted in subsequent analyses. GPP and respiration varied considerably among lakes and at seasonal and daily timescales. Mean annual GPP and respiration ranged from 0.1 to 5.0 mg O 2 L −1 d −1 and were positively related to total phosphorus but not dissolved organic carbon concentration. Within lakes, significant day‐to‐day differences in respiration were common despite large uncertainties in estimated rates on some lake‐days. Daily variation in GPP explained 5% to 85% of the daily variation in respiration after temperature correction. Respiration was tightly coupled to GPP at a daily scale in oligotrophic and dystrophic lakes, and more weakly coupled in mesotrophic and eutrophic lakes. Background respiration ranged from 0.017 to 2.1 mg O 2 L −1 d −1 and was positively related to indicators of recalcitrant allochthonous and autochthonous organic matter loads, but was not clearly related to an indicator of the quality of allochthonous organic matter inputs.

Abstract Global environmental change has influenced lake surface temperatures, a key driver of ecosystem structure and function. Recent studies have suggested significant warming of water temperatures in individual lakes across many different regions around the world. However, the spatial and temporal coherence associated with the magnitude of these trends remains unclear. Thus, a global data set of water temperature is required to understand and synthesize global, long-term trends in surface water temperatures of inland bodies of water. We assembled a database of summer lake surface temperatures for 291 lakes collected in situ and/or by satellites for the period 1985–2009. In addition, corresponding climatic drivers (air temperatures, solar radiation, and cloud cover) and geomorphometric characteristics (latitude, longitude, elevation, lake surface area, maximum depth, mean depth, and volume) that influence lake surface temperatures were compiled for each lake. This unique dataset offers an invaluable baseline perspective on global-scale lake thermal conditions as environmental change continues.

Despite the consensus that warming will affect biodiversity, alter physicochemical environments, and disrupt biological interactions, the relative importance of these key processes and how they interact to determine overall ecosystem function is poorly understood. Here, we analyze long-term (16~39 years) time series data from ten aquatic ecosystems and use convergent cross mapping (CCM) to quantify the hidden causal network linking species diversity, ecosystem function, and physicochemical factors. We observe that aquatic ecosystems subject to stronger warming exhibit decreased stability (larger fluctuations in phytoplankton biomass). We further show that this effect can be attributed to a weakening of stabilizing causal pathways between biodiversity, nutrient cycling, and phytoplankton biomass. Thus, rather than thinking in terms of separate factors, a more holistic view, that causally links biodiversity and the other ecosystem components, is required to understand and predict climate impacts on the temporal stability of aquatic ecosystems.

Si bien hasta la fecha se recomienda aplicar un cocinado del pescado de al menos 60°C durante 1 minuto en el centro térmico de la pieza para inactivar el posible Anisakis que pueda contener, en los nuevos cocinados sous-vide del pescado se puede realizar a menor temperatura que la indicada. Es por ello que con el fin de saber si estos nuevos cocinados aseguran la destrucción del parásito, se requiere conocer su termorresistencia. Sin embargo, son pocos los datos publicados a este respecto y menos a temperaturas inferiores a los 60°C. Es por ello que, en este trabajo, se han determinado los parámetros Dt y z con el fin de caracterizar dicha resistencia al calor en un rango amplio de temperaturas.