Modeling ships' ballast water as invasion threats to the Great Lakes

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The spread of nonindigenous species (NIS) in aquatic ecosystems provides an opportunity to develop new perspectives on the invasion process. In this paper we review existing invasion models, most of which were developed to describe invasions of terrestrial habitats, and propose an alternative that explores long-distance invasions mediated by discharge of contaminated ballast water by ships inbound to the Great Lakes. Based on current knowledge of shipping traffic to the Great Lakes, our model predicts that mid-ocean exchange of ballast water lowers propagule delivery by approximately three to four orders of magnitude relative to unexchanged ballast water. Propagule pressure of individual ships that enter the Great Lakes loaded with cargo and that declare "no ballast on board" (NOBOB) is typically one to two orders of magnitude higher than that of vessels that exchange ballast. Because NOBOB vessels dominate (~90%) inbound traffic into the Great Lakes, these vessels collectively appear to pose the greatest risk of new introductions, even though their individual risks are low.

La dispersion accrue des espèces non indigènes dans les écosystèmes aquatiques est une occasion d'obtenir de nouvelles perspectives sur le processus d'invasion. On trouvera ici une revue des modèles existants d'invasion, dont la plupart ont été créés pour étudier l'invasion des habitats terrestres. Nous proposons un modèle de rechange qui décrit les invasions sur de longues distances occasionnées par le déchargement d'eau de ballast contaminée par les navires à destination des Grands-Lacs à l'intérieur du continent. D'après les données actuelles de navigation vers les Grands-Lacs, notre modèle prédit que l'échange d'eau de ballast en mi-océan diminue l'apport de propagules par un facteur de 1 000 à 10 000 par comparaison à de l'eau de ballast non échangée. La pression exprimée en nombres de propagules par les navires qui entrent dans les Grands-Lacs chargés de cargo et qui déclarent ne pas avoir de ballast (NOBOB) est généralement 10 à 100 plus grande que celle des navires qui ont changé leur ballast. Parce que les navires NOBOB prédominent (~90 %) dans le trafic qui pénètre dans les Grands-Lacs, ils semblent présenter collectivement un très grand risque d'introduction d'espèces dans leur eau de ballast.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2002

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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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