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Change in biomass of benthic and planktonic algae along a disturbance gradient for 24 Great Lakes coastal wetlands

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Abstract:

We quantified the chlorophyll a content of planktonic algae and benthic algae in periphyton on acrylic rods and in epiphyton growing on macrophytes in 24 coastal wetlands in all five Laurentian Great Lakes. Sites were selected to represent a wide range of environmental conditions ranging from nutrient-poor, clear-water marshes with abundant macrophytes to nutrient-enriched, turbid systems devoid of aquatic vegetation. Water quality and species and percent cover of submergent macrophytes were measured in each wetland. Principal components analysis (PCA) showed that total phosphorus, turbidity, and suspended solids, variables associated with human-induced degradation, were most strongly correlated with PC axis 1 (PC1), accounting for 69% of the total variation. The PC1 site score was significantly related to both periphyton and phytoplankton biomass, respectively accounting for 54 and 70% of the total variation in periphyton and phytoplankton data, whereas PC1 only accounted for 18% of the variation in epiphyton biomass. Periphytic and epiphytic biomass were negatively correlated with percent cover and species richness of submergent macrophytes, but phytoplankton biomass was not. We conclude that periphytic and planktonic chlorophyll a biomass are good indicators of human-induced water-quality degradation and recommend that both benthic and planktonic algal biomass should be routinely monitored as part of an effective wetland management program.

Nous avons mesuré la concentration de chlorophylle a des algues planctoniques et benthiques, du périphyton poussant sur des tiges en acrylique et de l'épiphyton croissant sur des macrophytes dans 24 terres humides côtières des cinq Grands Lacs laurentiens. Les sites ont été choisis de façon à représenter une gamme étendue de conditions environnementales, allant de marécages à eau claire avec abondance de macrophytes jusqu'à des systèmes enrichis de nutriments, à eau turbide et sans végétation aquatique. Nous avons déterminé la qualité de l'eau, de même que la composition spécifique et le pourcentage de couverture des macrophytes submergés à chacun des sites. Une analyse en composantes principales (« PCA ») révèle que le phosphore total, la turbidité et les solides en suspension, des variables associées à la dégradation anthropique, sont en forte corrélation surtout avec l'axe PC1 et qu'ils expliquent 69 % de la variation totale. Les positions des sites sur PC1 sont significativement associées à la fois aux biomasses de périphyton et de phytoplancton et elles expliquent respectivement 54 et 70 % de la variation totale des données de périphyton et de phytoplancton; par ailleurs, PC1 n'explique que 18 % de la variation des biomasses de l'épiphyton. Les biomasses du périphyton et de l'épiphyton, mais non celle du phytoplancton, sont en corrélation négative avec le pourcentage de couverture et la richesse en espèces des macrophytes submergés. Nous concluons que les biomasses de la chlorophylle a dans le périphyton et le plancton sont de bons indicateurs de la dégradation anthropique de la qualité de l'eau et nous recommandons un suivi régulier de la biomasse des algues benthiques et planctoniques comme élément d'une gestion efficace des terres humides.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2003

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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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