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Pelagic response of a humic lake to three years of phosphorus addition

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Abstract:

Three years of whole-lake phosphorus (P) fertilization, conducted in a 12-ha boreal forest lake, revealed significant changes in epilimnion nutrients, biomasses, and primary production. As a time average for all three treatment years, primary production increased 257% relative to the reference basin value of 16.5 mg·m–3·day–1, whereas the carbon masses of both nanoalgae (>2 µm) and zooplankton increased roughly 130% from their initial values of 15 mg·m–3 and 17 mg·m–3, respectively. Calculated from a difference, the absolute increase in the sum of ciliates and picoplankton (heterotrophic bacteria and picoalgae) was more than six times as large as for algae larger than 2 µm, indicating that most added P ended in this compartment. Moreover, fertilization did not change the species inventory among nanoalgae and zooplankton, although the biomass composition changed somewhat. Only the former dominant species, the chrysophytes Dinobryon crenulatum, D. sociale v. americanum, Mallomonas allorgei, and Ochromonas sp. and the calanoid copepod Eudiaptomus gracilis increased substantially in biomass owing to the added P. Surprisingly, we observed a substantial delay in the food web response to fertilization, where most variables increased monotonously in size from year to year during the fertilization period. The underlying mechanisms for these delayed increases remains to be explained.

Un enrichissement en phosphore de la masse d'eau complète pendant 3 années dans un lac de 12 ha de la forêt boréale a provoqué des changements significatifs des nutriments de l'hypolimnion, des biomasses et de la production primaire. En moyenne sur les trois années de l'expérience, la production primaire a augmenté de 257 % par rapport à la valeur de référence du bassin de 16,5 mg·m–3·jour–1, alors que les masses du carbone des nanoalgues (>2 µm) et du zooplancton ont toutes deux augmenté d'environ 130 % à partir de valeurs initiales respectives de 15 mg·m–3 et de 17 mg·m–3. Calculée d'après la différence, l'accroissement absolu de la somme des ciliés et du picoplancton ( bactéries hétérotrophes et picoalgues) a été de plus de six fois plus important que celui des algues de taille supérieure à 2 µm, ce qui indique qu'une grande partie du P ajouté a abouti dans ce compartiment. De plus, la fertilisation n'a pas changé la liste des espèces des nanoalgues et du zooplancton, bien que la composition de la biomasse ait été un peu altérée. Seules les espèces dominantes d'origine, les chrysophytes Dinobryon crenulatum, D. sociale v. americanum, Mallomonas allorgei et Ochromonas sp. et le copépode calanoïde Eudiaptomus gracilis ont subi un accroissement substantiel de biomasse en réaction à l'addition de P. De façon inattendue, nous avons observé un important délai dans la réaction du réseau alimentaire; la plupart des variables ont en effet crû de façon graduelle d'année en année durant la période de fertilisation. Les mécanismes qui sous-tendent ces accroissements retardés restent à découvrir. [Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-02-01

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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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