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Impact-recovery patterns of water quality in temporary wetlands after fire retardant pollution

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Fire retardants, which are used in wildland fire prevention and extinguishing operations, can cause eutrophi cation of surface waters. We measured water quality in artificially constructed outdoor ponds over three hydrological cycles to determine impact-recovery trajectories in retardant-contaminated, temporary wetlands. We used a multiple before–after control–impact (MBACI) design to determine the effects of application rates that are used in grasslands (1 L·m–2) and scrublands (3 L·m–2). Retardant application caused a significant increase in the trophic status of the ponds in the postcontamination period (second and third hydrological cycle) relative to the precontamination period (first hydrological cycle). The retardant clearly affected nutrients and indirectly affected chlorophyll a, pH, dissolved oxygen, and Secchi transparency, resulting in a shift from clear water to turbid water stable states. Univariate analyses showed that water quality variables showed distinct recovery trajectories, as influenced by natural, seasonal changes (chiefly water level fluctuations). Nonmetric, multidimensional scaling analyses suggest that water quality did not return to precontamination levels after two hydrological cycles in the retardant-treated ponds. Water quality affected by retardant contamination appeared to maintain wetlands in hysteresis for at least two hydrological cycles and prevented them from returning to the clear water, submerged macrophyte-dominated state.

Les retardants de flamme , utilisés dans la prévention et l'extinction des incendies dans les terres sauvages, peuvent causer une eutrophisation des eaux superficielles. Afin de déterminer les trajectoires impact-récupération dans des terres humides intermittentes contaminées par les retardants, nous avons mesuré la qualité de l'eau dans des étangs artificiels extérieurs pendant trois cycles hydrologiques. Nous utilisons un plan d'expérience multiple de type avant–après témoin–impact (MBACI) pour déterminer les effets des taux d'application utilisés dans les steppes (1 L·m–2) et les brousses (3 L·m–2). L'application de retardants augmente significativement le statut trophique des étangs dans la période qui suit la contamination (deuxième et troisième cycles hydrologiques) par comparaison à la période précédant la contamination (premier cycle hydrologique). Le retardant affecte nettement les nutriments et influence indirectement la chlorophylle a, le pH, l'oxygène dissous et la transparence de Secchi, ce qui se traduit par un passage d'un état stable d'eau claire à un d'eau turbide. Des analyses unidimensionnelles montrent que les variables de la qualité de l'eau suivent des trajectoires de récupération distinctes sous l'influence des changements naturels et saisonniers (principalement des fluctuations du niveau de l'eau). Des analyses de cadrage multidimensionnel non métrique indiquent que la qualité de l'eau dans les étangs traités aux retardants ne revient pas aux niveaux antérieurs à la contamination après deux cycles hydrologiques. La qualité de l'eau affectée par la contamination par les retardants semble maintenir les terres humides en hystérèse pendant au moins deux cycles hydrologiques et les empêche de revenir à leur état d'eau claire et de domination par les macrophytes submergés.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2006

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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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