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Predictive models of benthic invertebrate methylmercury in Ontario and Quebec lakes

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Abstract:

Multivariate analyses on benthic invertebrate methylmercury concentrations ([MeHg]) and water chemistry from 12 Quebec water bodies were used to guide the construction of simple, predictive models of benthic invertebrate [MeHg] in 23 lakes in Ontario and Quebec. Separate predictive models for collector–shredder and predatory benthic invertebrates were constructed using multiple regression and were assessed for their predictive utility by cross-validation. Predatory benthic invertebrate [MeHg] was negatively related to pH and positively related to dissolved organic carbon (DOC) concentration (cross-validation r2 = 0.31). Collector–shredder [MeHg] was positively related to [DOC] only (cross-validation r2 = 0.13). Predictive utility of our models is similar to or surpasses that observed in previously published zooplankton MeHg models tested against independently collected data. Significant environmental variables and their contribution to the overall explanatory power of benthic invertebrate MeHg models are similar to those found in zooplankton models, suggesting that in both pelagic and benthic food webs, pH and DOC are important indicators of MeHg bioavailability. Although seasonal patterns in invertebrate [MeHg] were examined, none was detected. These models represent an effective means of identifying water bodies of interest for researchers and for reconstructing past benthic invertebrate [MeHg] patterns using archived water chemistry data.

Des analyses multidimensionnelles des concentrations de méthylmercure ([MeHg]) chez les invertébrés benthiques et de la chimie de l'eau de 12 milieux aquatiques du Québec nous ont guidés dans l'élaboration de modèles simples et prédictifs des concentrations de [MeHg] chez les invertébrés benthiques de 23 lacs de l'Ontario et du Québec. Nous avons construit des modèles distincts pour les invertébrés benthiques collecteurs–déchiqueteurs et les prédateurs à l'aide de régressions multiples et nous avons évalué par validation croisée leur utilité pour la prédiction. Il y a une relation négative entre [MeHg] chez les invertébrés benthiques prédateurs et le pH et une relation positive avec le carbone organique dissous (DOC; r2 de validation croisée = 0,31). [MeHg] des collecteurs–déchiqueteurs est seulement en corrélation positive avec [DOC] (r2 de validation croisée = 0,13). Les potentiels de prédiction de nos modèles sont semblables ou supérieurs à ceux des modèles de MeHg du zooplancton tirés de la littérature et évalués avec des données récoltées de façon indépendante. Les variables significatives du milieu et leur contribution au pouvoir explicatif global des modèles de MeHg des invertébrés benthiques sont semblables à ceux trouvés dans les modèles de zooplancton, ce qui laisse croire que le pH et DOC sont d'importants indicateurs de la biodisponibilité de MeHg, tant dans les réseaux alimentaires pélagiques que benthiques. Bien que nous les ayons recherchées, nous n'avons pas trouvé de tendances saisonnières du [MeHg] chez les invertébrés. Ces modèles sont des moyens efficaces pour identifier les milieux aquatiques intéressants pour les chercheurs et pour reconstituer les patterns de [MeHg] du passé chez les invertébrés benthiques à partir de données de qualité de l'eau accumulées en archives.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-12-01

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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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