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Response of summer chlorophyll concentration to reduced total phosphorus concentration in the Rhine River (Netherlands) and the Sacramento – San Joaquin Delta (California, USA)

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Abstract:

Reductions in wastewater loading led to significant declines in mean summer total phosphorus (TP) and chlorophyll concentration (Chl) in two large flowing water systems despite their initially shallow (<2 m) euphotic depth and continually high (>40 mg·m-3) soluble reactive P concentration. In the Rhine River, a gradual 2.7-fold reduction in TP resulted in a 4-fold decline in Chl. In the Sacramento – San Joaquin Delta, an abrupt 1.5-fold reduction in TP led to an equally abrupt 2.6-fold reduction in Chl. Neither response could be attributed to coincidental changes in flow, light, or nitrogen concentration. The slope of the response (Chl:TP) in both systems paralleled the average trajectory calculated using an among-system TP–Chl relationship for a broad cross section of flowing waters. The results suggest that TP was the principal determinant of Chl in both systems and that control of phosphorus loading may be an effective tool for managing eutrophication in other flowing water systems with relatively high (10–100 mg·m-3) soluble reactive P concentrations.

La réduction des apports d’eaux usées a entraîné un déclin important dans les concentrations moyennes de phosphore total (PT) et de chlorophylle (Chl) en été dans deux grands systèmes d’eau courante malgré la faible profondeur initiale de leur zone euphotique (<2 m) et leurs concentrations de départ constamment élevées (>40 mg·m-3) de P réactif soluble. Dans le Rhin, une réduction graduelle du PT par un facteur de 2,7 a causé un déclin de la Chl par un facteur de 4. Dans le delta Sacramento – San Joaquin, une réduction subite du PT par un facteur de 1,5 a aussi résulté en un déclin rapide de la Chl par un facteur de 2,6. Ni l’un, ni l’autre de ces phénomènes ne s’explique par des changements parallèles dans le débit, la lumière ou les concentrations d’azote. La pente de la réaction (Chl:PT) dans les deux systèmes suit en parallèle la trajectoire moyenne calculée à l’aide d’une relation PT–Chl obtenue sur un large éventail de milieux d’eau courante. Ces résultats laissent croire que le PT est la principale variable explicative de la Chl dans les deux systèmes et que le contrôle des apports de phosphore peut être un outil efficace pour gérer l’eutrophisation dans d’autres systèmes d’eau courante possédant des concentrations relativement élevées (10–100 mg·m-3) de P réactif soluble.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2007-11-01

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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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