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Forest harvest impacts on water quality and aquatic biota on the Boreal Plain: introduction to the TROLS lake program

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Abstract:

Eleven headwater lakes in Alberta's Boreal Plain were monitored for nutrients and plankton 2 years before and 2 years after variable watershed harvesting (harvesting mean 15%, range 0-35%). After harvesting, variations in annual precipitation resulted in lake water residence times that differed by an order of magnitude from one year to the next. During the first posttreatment year, total phosphorus concentrations increased (overall 40%) in most lakes; however, response was most consistent in lakes that were shallow and the water column mixed or weakly thermally stratified. Chlorophyll a, cyanobacteria (Aphanizomenon-Anabaena), and cyanotoxins (microcystin-LR) increased after harvesting, primarily in shallow lakes. Zooplankton abundance and biomass decreased after harvesting, particularly in stratified lakes where edible phytoplankton biomass declined. In the weakly or nonstratified lakes, declines in zooplankton biomass were associated with higher cyanobacterial biomass and cyanotoxins. Posttreatment change in total phosphorus concentration was strongly related to weather (greatest response in a wet year) and relative drainage basin size (drainage basin area to lake volume, r2 = 0,78, P << 0,01). There was no evidence that buffer strip width (20, 100, and 200 m) influenced lake response. These results suggest that activities within the entire watershed should be the focus of catchment-lake interactions.

Nous avons fait le suivi des nutriments et du plancton dans onze lacs situés en tête de bassin hydrographique dans la Plaine boréale de l'Alberta 2 ans avant et 2 ans après des récoltes forestières variables (en moyenne 15% de la surface du bassin hydrographique, étendue de 0 à 35%). Après la récolte, les changements dans les précipitations annuelles ont entraîné des variations dans la durée du séjour de l'eau dans les lacs, par un facteur de dix, d'une année à une autre. Durant la première année après la récolte, les concentrations totales de phosphore ont augmenté (40% en tout) dans la plupart des lacs; cet effet a cependant été plus uniforme dans les lacs peu profonds où le brassage de la colonne d'eau était complet ou chez lesquels la stratification thermique était faible. Les concentrations de chlorophylle a et de cyanotoxines (microcystin-LR) et les densités de cyanobactéries (Aphanisomenon-Anabaena) ont crû après la récolte, particulièrement dans les lacs peu profonds. En revanche, l'abondance et la biomasse du zooplancton ont décliné après la récolte, surtout dans les lacs stratifiés où la biomasse de phytoplancton comestible avait diminué. Dans les lacs peu ou pas stratifiés, le déclin de la biomasse du zooplancton était associé à une augmentation de la biomasse des cyanobactéries et de la concentration des cyanotoxines. Les changements dans les concentrations totales de phosphore après la récolte étaient fortement reliés aux conditions météorologiques (avec les effets les plus marqués au cours de l'année pluvieuse) et à la taille relative du bassin hydrographique (surface du bassin de drainage par rapport au volume du lac, r2 = 0,78, P << 0,01). Il n'y a pas de preuve que la largeur (20, 100 et 200 m) de la bande verte de protection ceinturant le lac ait changé les effets dans le lac. Ces résultats indiquent qu'il est nécessaire de tenir compte de toutes les activités qui se passent dans l'ensemble du bassin hydrographique pour étudier les interactions entre le lac et son bassin.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2001

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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nrc/cjfas/2001/00000058/00000002/art00019
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