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Bacterioplankton production, abundance, and nutrient limitation among lakes of the Mackenzie Delta (western Canadian arctic)

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Abstract:

The effects of nutrient availability and quality of dissolved organic carbon (DOC) on bacterioplankton production were assessed in six lakes with differing frequencies of river flooding. Bacterial productivity, dissolved nutrients, and DOC were tracked weekly throughout the open-water period of 2001. Inorganic nutrient (N and P) enrichment microcosm experiments were conducted to directly assess the effects of DOC quality (i.e., mixtures of colored and noncolored DOC) and inorganic nutrient limitation on bacterial productivity among the lakes. Averaged over the open-water season, both abundance and production of bacterioplankton increased with decreasing flood frequency (R2 = 0.61 and R2 = 0.78, respectively). Reduced bacterial production occurred in frequently flooded lakes, where colored DOC, light attenuation, and phosphate were high but ammonium was low. Bacterial production was greatest in infrequently flooded lakes, where noncolored DOC and ammonium were high but phosphate was low. Bacterial production was enhanced by amendments of inorganic nutrients in duplicate experiments (two-factor analyses of variance). Production was also enhanced in response to higher concentrations of either colored or noncolored DOC following release from inorganic nutrient limitation. Size fractionated (<1 µm versus >1 µm) N-debt and P-debt bioassays typically showed demand for P and release of N by bacteria in all study lakes.

Nous avons évalué les effets de la disponibilité des nutriments et de la qualité du carbone organique dissous (DOC) sur la production du bactérioplancton dans six lacs affectés par des fréquences différentes d'inondations fluviales. Nous avons suivi la productivité bactérienne, les nutriments dissous et le DOC à chaque semaine pendant la période d'eau libre en 2001. Nous avons mené des expériences d'enrichissement avec des nutriments inorganiques (N et P) dans des microcosmes afin d'évaluer directement les effets de la qualité du DOC (c'est-à-dire des mélanges de DOC coloré et non coloré) et les limitations exercées par les nutriments inorganiques sur la productivité bactérienne dans les différents lacs. Les moyennes de l'abondance et de la production du bactérioplancton pendant la période d'eau libre augmentent toutes deux en fonction inverse de la fréquence des inondations (respectivement, R2 = 0,61 et R2 = 0,78). Dans les lacs inondés fréquemment dans lesquels le DOC coloré, l'atténuation de la lumière et les phosphates sont élevés et l'ammonium peu important, la production bactérienne est réduite. La production bactérienne est maximale dans les lacs qui sont rarement inondés dans lesquels le DOC non coloré et l'ammonium sont importants et le phosphore rare. Les amendements avec des nutriments inorganiques dans des expériences appariées (analyse de variance à deux facteurs) stimulent la production bactérienne. La production est aussi favorisée par des concentrations accrues de DOC coloré ou de DOC non coloré après la libération d'une limitation par les nutriments inorganiques. Des bioessais de dettes de N et de dettes de P fractionnées en fonction de la taille (<1 µm par rapport à >1 µm) indiquent une demande de P et une libération de N chez les bactéries dans tous les lacs.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2006-04-01

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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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