Evidence of recovery from phosphorus enrichment in Lake Michigan

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Abstract:

During the last century, diatom production responses to increased phosphorus loading in Lake Michigan resulted in increased silica sedimentation losses and a consequent decline in the silica content of the lake. In light of recent reductions in phosphorus loading to the lake, we examined long-term monitoring data to determine if this trend might be reversing. Spring total phosphorus concentrations, although highly variable, declined approximately 1 mg·L–1 throughout the lake between 1983 and 2000. Spring soluble silica concentrations, an indicator of total in-lake reserves, increased from 1.1 to 1.6 mg·L–1 during this period. Summer epilimnetic silica concentrations in the southern basin were at apparently limiting levels of approximately 0.15 mg·L–1 until 1991 and then increased sharply. A similar trend was seen in the northern basin. Summer diatom populations increased in both basins after 1991, and ordination analyses suggest that the species composition of both spring and summer communities has responded to these silica increases. These results document for the first time a reversal of the silica depletion sequence and provide the most compelling evidence to date that phosphorus load reductions are having an impact on the Lake Michigan ecosystem.

Au cours du siècle dernier, la production de diatomées en réaction à la charge accrue de phosphore au lac Michigan a eu pour conséquence d'augmenter les pertes de silice par sédimentation, réduisant ainsi le contenu de silice du lac. Les chutes récentes de la charge de phosphore du lac nous ont incités à examiner les données de surveillance à long terme du lac pour voir si cette tendance était en train de se renverser. Les concentrations de phosphore total au printemps, bien que très variables, ont baissé d'environ 1 mg·L–1 dans l'ensemble du lac de 1983 à 2000. Les concentrations de silice soluble au printemps, un indicateur des réserves totales du lac, ont augmenté de 1,1 à 1,6 mg·L–1 durant la même période. Les concentrations de silice dans l'épilimnion en été dans le bassin sud étaient, semble-t-il, au niveau limitant d'environ 0,15 mg·L–1 jusqu'en 1991, pour ensuite augmenter fortement. Une tendance semblable s'est produite dans le bassin nord. Les populations estivales de diatomées ont crû dans les deux bassins après 1991 et des ordinations montrent que la composition spécifique des communautés de printemps et d'été a réagi aux augmentations de silice. Nos résultats démontrent pour la première fois un renversement dans la séquence d'épuisement de la silice; ils présentent aussi la preuve la plus convaincante à ce jour que les réductions des charges de phosphore ont un impact sur l'écosystème du lac Michigan.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 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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