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Paleolimnology of a fluvial lake downstream of Lake Superior and the industrialized region of Sault Saint Marie

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Abstract:

A paleolimnological study was undertaken to describe the past environment of the St. Mary's River downstream of Lake Superior. Two sediment cores were obtained from the deepest part of Lake George, a fluvial lake in the river system. Rigorous analyses of radionuclides (210Pb, 226Ra, and 137Cs) and chemical properties provided an accurate sediment chronology. More than 450 diatom species from 47 genera were identified. Diatom and geochemical data indicated gradual environmental change in response to anthropogenic activities, including logging, hydrologic manipulation, and steel, leather, and paper industries. A decline in water quality occurred gradually from the late 1800s through the 20th century in response to human activities, as was apparent from an increase in eutrophic–planktonic diatom taxa. A decline in benthic taxa and an increase in contaminant metals were also contemporaneous with impacts during the 20th century. Subfossil diatoms were similar to those recorded in paleolimnological investigations from the Great Lakes. However, diatom profiles indicate that the algal supply from upstream Lake Superior has been minimal and that the cores mainly reflect environmental characteristics of the near-upstream environment. Despite stochastic sedimentary regimes and complex habitats in the lotic system, this study reinforces the value of river paleolimnology at carefully selected sites.

Nous avons entrepris une étude paléolimnologique afin de décrire les environnements du passé de la rivière St. Mary's en aval du lac Supérieur. Deux carottes de sédiments ont été prélevées du point le plus profond du lac George, un lac fluvial dans le réseau de la rivière. Des analyses précises des radionucléides (210Pb, 226Ra et 137Cs) et des caractéristiques chimiques fournissent une chronologie exacte des sédiments. Plus de 450 espèces de diatomées appartenant à 47 genres ont pu être identifiées. Les diatomées et les données géochimiques indiquent un changement graduel du milieu en réaction aux activités humaines, en particulier, la coupe de bois, les manipulations hydrologiques et les industries du fer, du cuir et du papier. Il s'est produit un déclin graduel de la qualité de l'eau à partir de la fin des années 1800 et durant tout le 20e siècle en réaction aux activités humaines, comme le révèle l'augmentation des taxons de diatomées planctoniques à affinité eutrophe. Les impacts du 20e siècle se sont aussi accompagnés d'un déclin des taxons benthiques et d'une augmentation de la contamination par les métaux. Les diatomées subfossiles sont semblables à celles qui sont signalées dans les études paléolimnologiques dans les Grands Lacs. Cependant, les profils de diatomées indiquent que l'apport d'algues du lac Supérieur situé en amont est très faible et que les carottes reflètent surtout les caractéristiques environnementales du milieu immédiatement en amont. Malgré les régimes de sédimentation stochastiques et les habitats complexes du système fluvial, notre étude confirme la valeur des études paléolimnologiques dans les cours d'eau à des sites choisis avec soin.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2005

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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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