Periphyton biomass response to changing phosphorus concentrations in a nutrient-impacted river: a new methodology for phosphorus target setting

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Abstract:

Nutrient modification experiments were conducted in streamside flumes to determine the concentration at which P limits algal growth in the mesotrophic River Frome, Dorset, UK. The soluble reactive P (SRP) concentration in each flume was either increased (by P addition), decreased (by precipitating P with iron(II) sulphate solution), or left unaltered (control), producing SRP concentrations ranging from 32 to 420 µ·L–1. Increasing the ambient SRP concentration did not increase epilithic algal growth, showing that the River Frome was not P limited at 109 µ SRP·L–1. In the P-stripped flumes, algal biomass declined as the SRP concentration fell below ~90 µ·L–1, with a 60% biomass reduction at <40 µ SRP·L–1. Phosphorus-diffusing periphytometers deployed in the P-stripped flumes confirmed that reduced rates of algal growth were due to P limitation rather than a physical effect of FeSO4 addition. The ~90 µ·L–1 maximum P-limiting concentration is likely to be similar for comparable nutrient-impacted rivers. This iron-stripping approach expands the existing river nutrient-enrichment methodology so that it can be used in nutrient-impacted rivers and should allow catchment managers to produce knowledge-based P reduction targets prior to introducing remediation.

Nous avons mené des expériences de modification des nutriments dans des canalisations en bordure du cours d'eau afin de déterminer la concentration à laquelle le P limite la croissance des algues dans une rivière mésotrophe, la Frome, Dorset, R.-U. Nous avons augmenté (par addition de P), diminué (par précipitation du P avec une solution de sulfate de fer(II)) ou maintenue inchangée (témoin) la concentration de P réactif soluble (SRP) dans chaque canalisation, ce qui a produit des concentrations variant de 32 à 420 µ·L–1. L'accroissement de la concentration de SRP ambiant ne fait pas augmenter la croissance des algues épilithiques, ce qui montre que la Frome n'est pas limitée par P à 109 µ SRP·L–1. Dans les canalisations à P réduit, la biomasse des algues décline lorsque les concentrations de SRP baissent sous ~90 µ·L–1; la réduction de biomasse est de 60 % lorsque les concentrations de SRP sont <40 µ SRP·L–1. L'utilisation de périphytomètres diffuseurs de P dans les canalisations à P réduit confirme que la diminution des taux de la croissance des algues est due à une pénurie de P plutôt qu'à un effet physique de l'addition de FeSO4. La concentration limite maximale de P de ~90 µ·L–1 est vraisemblablement similaire dans des rivières comparables affectées par les nutriments. Notre méthode de réduction du P à l'aide du fer vient s'ajouter aux méthodologies existantes pour l'étude de l'enrichissement des rivières en nutriments; elle peut être utilisée dans les rivières affectées par les nutriments et elle devrait permettre aux gestionnaires des bassins versants de fixer des objectifs de réduction de P qui soient basés sur des études avant de mettre en place des mesures de mitigation.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2007

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