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Ballast-mediated animal introductions in the Laurentian Great Lakes: retrospective and prospective analyses

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Abstract:

Since completion of the St. Lawrence Seaway in 1959, at least 43 nonindigenous species (NIS) of animals and protists have established in the Laurentian Great Lakes, of which ~67% were attributed to discharge of ballast water from commercial ships. Twenty-three NIS were first discovered in four "hotspot" areas with a high representation of NIS, most notably the Lake Huron – Lake Erie corridor. Despite implementation of the voluntary (1989, Canada) and mandatory (1993, U.S.A.) ballast water exchange (BWE) regulations, NIS were discovered at a higher rate during the 1990s than in the preceding three decades. Here we integrate knowledge of species' invasion histories, shipping traffic patterns, and physicochemical factors that constrain species' survivorship during ballast-mediated transfer to assess the risk of future introductions to the Great Lakes. Our risk-assessment model identified 26 high-risk species that are likely to survive intercontinental transfer in ballast tanks. Of these, 10 species have already invaded the Great Lakes. An additional 37 lower-risk species, of which six have already invaded, show some but not all attributes needed for successful introduction under current BWE management. Our model indicates that the Great Lakes remain vulnerable to ship-mediated NIS invasions.

Depuis l'ouverture de la Voie maritime du Saint-Laurent en 1959, au moins 43 espèces non indigènes (NIS) d'animaux et de protistes se sont établies dans les Grands Lacs laurentiens et la présence de ~67 % d'entre elles s'explique, croit-on, par la vidange de l'eau des ballasts des navires commerciaux. Vingt-trois des NIS ont été découvertes la première fois dans quatre « points chauds » qui abritent un grand nombre de NIS, en particulier dans le corridor du lac Huron au lac Érié. Malgré la mise en application des règlements volontaire (Canada, 1989) et obligatoire (É.-U., 1993) sur l'échange des eaux de ballasts (« ballast water exchange » (BWE)), les NIS ont été retrouvées à un taux plus élevé pendant les années 1990 que durant les trois décennies précédentes. On trouvera ici une synthèse des connaissances sur l'histoire des invasions des espèces, sur les patterns de transport maritime et sur les facteurs physico-chimiques qui restreignent la survie des espèces durant leur transport dans les ballasts, ainsi qu'une évaluation des risques d'introductions futures dans les Grands Lacs. Notre modèle d'évaluation des risques identifie 26 espèces qui présentent des risques élevés et qui sont susceptibles de survivre à des transferts intercontinentaux dans les ballasts; dix de celles-ci se retrouvent déjà dans les Grands Lacs. Trente-sept espèces additionnelles, qui représentent des risques plus faibles et dont six sont déjà présentes dans les Grands Lacs, possèdent une partie seulement des caractéristiques nécessaires pour une invasion réussie dans les conditions actuelles de la gestion de BWE. Notre modèle démontre que les Grands Lacs restent vulnérables aux invasions de NIS via le transport maritime.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2003-06-01

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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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