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Salinity controls phytoplankton response to nutrient enrichment in the Great Salt Lake, Utah, USA

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Abstract:

To examine how salinity and nutrient supply interact to control phytoplankton community composition, nutrient limitation, and dinitrogen (N2) fixation rates in the Great Salt Lake (Utah, USA), we conducted a series of bioassay experiments with plankton from both Gilbert Bay, where salinities are near 160 g·L–1, and Farmington Bay, where salinities range from 10 to 90 g·L–1. Six-day nutrient addition bioassay experiments showed that the extant phyto plankton communities in both bays were limited by nitrogen (N). However, in 28- to 30-day factorial bioassay experiments in which both salinities and nutrient supply were manipulated, phosphorus stimulated chlorophyll a as much as 500% when salinities were less than 70 g·L–1 and N2-fixing cyanobacteria were present. At salinities greater than 70 g·L–1, or with additions of combined N, N2 fixation ceased. When N2-fixing cyanobacteria were absent, the plankton community was routinely N-limited regardless of salinity. The results of these experiments suggest that nutrient limitation of phyto plankton communities may change depending on salinity levels, because salinity controls whether N2-fixing cyanobacteria will be present in the phytoplankton community. Therefore, both salinity and nutrient supply must be considered when making water quality decisions for hypersaline systems such as the Great Salt Lake.

Afin d'examiner comment la salinité et l'apport des nutriments contrôlent la composition de la communauté phytoplanctonique, la limitation par les nutriments et la fixation de diazote (N2) dans le Grand Lac Salé (Utah, É-U.), nous avons mené une série de bioessais avec du plancton provenant de la baie Gilbert où les salinités s'approchent de 160 g·L–1 et de la baie Farmington où les salinités varient de 10–90 g·L–1. Des bioessais d'addition de nutriments pendant 6 jours montrent que les communautés actuelles de phytoplancton dans les deux baies sont limitées par l'azote (N). Cependant, dans des bioessais factoriels de 28–30 jours, dans lesquels à la fois la salinité et l'apport de nutriments sont manipulés, le phosphore stimule la chlorophylle a par autant que 500 %, lorsque les salinités sont inférieures à 70 g·L–1 et qu'il y a des cyanobactéries fixatrices de N2 présentes. Aux salinités supérieures à 70 g·L–1 ou après l'addition de N combiné, la fixation de N2 cesse. Lorsque les cyanobactéries fixatrices de N2 sont absentes, la communauté planctonique est généralement limitée par N, quelle que soit la salinité. Les résultats de ces expériences indiquent que la limitation des communautés phytoplanctoniques peut changer en fonction des niveaux de salinité, parce que la salinité contrôle la présence des bactéries fixatrices de N2 dans la communauté phytoplanctonique. C'est pourquoi on doit tenir compte à la fois de la salinité et de l'apport de nutriments lorsque l'on prend des décisions sur la qualité de l'eau dans les systèmes hypersalés tels que le Grand Lac Salé.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 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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