Aquaculture impacts on the algal and bacterial communities in a small boreal forest lake

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Abstract:

A whole-lake experiment to examine the impacts of aquaculture on a freshwater ecosystem was conducted at the Experimental Lakes Area in northwestern Ontario, Canada. From 2003 to 2006, a 10tonne fish capacity aquaculture cage stocked with rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) was operated in Lake 375 and the impact of excess nutrients on the algal and bacteria communities was examined. The experiment was designed as a nutrient loading experiment with fish food and fish excretion the source of nutrients. Total N and P concentrations increased over the 4years (15× and 4×, respectively). Phytoplankton biomass increased 4× annually following the start of aquaculture operation in 2003. The most dramatic responses occurred during spring and fall mixing, with blooms of chrysophytes and dinoflagellates increasing biomass by up to 12×. Bacteria biomass and densities were unaffected except for increases in late fall. Periphyton biomass was relatively unaffected except for an increase in biomass in the fourth year. The combination of a long water residence time in the lake coupled with an extremely high fish stocking density in Lake 375 resulted in an immediate impact on water quality. The results suggest that the impacts of aquaculture are accumulative and continual stocking will further impact water quality.

Nous avons fait une expérience à l’échelle d’un lac entier afin d’examiner les effets de l’aquaculture sur un écosystème d’eau douce dans la Région des lacs expérimentaux dans le nord-ouest de l’Ontario, Canada. De 2003 à 2006, nous avons maintenu en opération une cage d’aquaculture de capacité de 10 tonnes de poissons remplie de truites arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) au lac 375 et examiné l’impact des nutriments en excès sur les communautés d’algues et de bactéries. L’expérience était conçue comme une expérience d’ajouts de nutriments dans laquelle la nourriture et l’excrétion des poissons représentaient les sources de nutriments. Au cours des 4 années, les concentrations de N et de P totaux ont augmenté (respectivement de 15× et de 4×). La biomasse du phytoplancton s’est accrue de 4× par année à partir du début de l’exploitation de l’aquaculture en 2003. Les réactions les plus spectaculaires se sont produites durant les brassages du printemps et de l’automne avec des proliférations de chrysophytes et de dinoflagellés qui ont fait croître la biomasse de jusqu’à 12×. La biomasse et la densité des bactéries n’ont pas été affectées, à l’exception des augmentations en fin d’automne. La biomasse du périphyton est restée relativement peu affectée, à l’exception d’une augmentation de biomasse la quatrième année. La combinaison d’un temps de résidence de l’eau élevé dans le lac 375 et d’un empoissonnement extrêmement élevé a produit un impact immédiat sur le lac. Nos résultats laissent croire que les impacts de l’aquaculture sont cumulatifs et que la poursuite de l’empoissonnement va affecter encore plus la qualité de l’eau.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2009

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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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