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Metal accumulation in American wild celery (Vallisneria americana Michx.) in the St. Lawrence River : effects of water depth and exposure to current

Hudon, C. (1998). Metal accumulation in American wild celery (Vallisneria americana Michx.) in the St. Lawrence River : effects of water depth and exposure to current. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences , 55 (10). p. 2317-2328.

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Résumé

The sensitivity of Vallisneria americana Michx. as an indicator species of metal concentrations was assessed through the examination of its spatial (between- and within-site) and temporal (short- and long-term) variability. Eight macrophyte beds located in the St. Lawrence and Ottawa rivers were selected to contrast metal concentrations found in plants exposed to different types of waters, upstream and downstream of their confluence, in the Greater Montreal urban area. Comparisons among sites revealed higher metal concentrations, both in water and in plant tissues, at sites exposed to Ottawa River “brown” waters than at sites exposed to St. Lawrence River “green” waters. Within each site, samples represented a broad range in terms of water depths, exposure to current, incident light intensity, and total plant biomass. At all sites, metal concentrations in plant tissues were lowest in the shallow water found in sheltered, dense beds of submerged aquatic vegetation and increased in deep, open-water areas beyond the limits of dense vegetation. This persistent gradient may result from local differences in plant growth rates, exposure to currents, and (or) metal bioavailability. The use of a sampling strategy designed to control for within-site (depth-balanced) variability makes it possible to measure spatial and (or) temporal differences on the order of 20% whereas unbalanced sampling designs may lead to erroneous conclusions. Significant reductions in metal concentrations in plant tissue were observed both between 1994 and 1996 (Fe, Mn, Pb, Zn, N) and between 1976 and 1996 (Cd, Cr, Pb, Zn, N). Particular care must be given to sampling design if V. americana is to be used as a biological indicator of further long-term reductions in metal concentrations.

La sensibilité de Vallisneria americana Michx. comme espèce indicatrice des concentrations de métaux a été évaluée par examen de sa variabilité spatiale (tant entre différents sites qu’à l’intérieur de chaque site) et temporelle (à court et à long terme). Afin d’illustrer la variabilité des concentrations de métaux dans les tissus de plantes exposées à divers types d’eau, on a choisi huit peuplements de macrophytes dans le Saint-Laurent et l’Outaouais, en amont et en aval du point de confluence de ces deux cours d’eau dans la région métropolitaine de Montréal. Des comparaisons entre les sites ont révélé que les concentrations de métaux, tant dans l’eau que dans les tissus des plantes, étaient plus élevées dans les sites exposés aux eaux « brunes » de l’Outaouais que dans les sites exposés aux eaux « vertes » du Saint-Laurent. À l’intérieur de chaque site, on a prélevé des échantillons représentant la diversité des conditions en ce qui a trait à la profondeur de l’eau, l’exposition au courant, l’intensité de la lumière incidente et la biomasse végétale totale. Dans tous les sites, les concentrations de métaux dans les tissus des plantes étaient plus faibles dans les zones peu profondes abritant des peuplements denses de plantes aquatiques submergées, et plus élevées dans les eaux libres et plus profondes se trouvant à l’extérieur des peuplements denses. Ce gradient pourrait être imputable à des différences locales dans le taux de croissance de la végétation, l’exposition aux courants et (ou) la biodisponibilité des métaux. Le recours à une stratégie d’échantillonnage offrant la possibilité de contrôler la variabilité à l’intérieur des sites (équilibrée en fonction de la profondeur) permet de mesurer des différences spatiales et (ou) temporelles de l’ordre de 20%, tandis que l’utilisation d’un plan d’échantillonnage non équilibré peut mener à des conclusions erronées. Des réductions significatives des concentrations de métaux dans les tissus des plantes ont été observées entre 1994 et 1996 (Fe, Mn, Pb, Zn, N) et entre 1996 et 1997 (Cd, Cr, Pb, Zn, N). Il importe d’accorder une attention particulière au plan d’échantillonnage si l’on prévoit utiliser V. americana comme indicateur biologique en vue de déceler des réductions à plus long terme des concentrations de métaux.

Type de document: Article scientifique
Statut du texte intégral: Autre
Mots-clés libres: Vallisneria americana Michx., Metal concentration, St. Lawrence river, Ottawa river, Macrophyte, Plants, Plant growth // Vallisneria americana Michx., Concentration de métaux, Fleuve St-Laurent, Rivière Outaouais, Macrophytes, Plantes, Croissance de la végétation.
Sujets: 3. Végétation, milieux humides
8. Impacts et monitoring > 8.1. Qualité de l’eau
Date de dépôt: 06 août 2016 14:34
Dernière modification: 06 août 2016 14:34
URI: http://belsp.uqtr.ca/id/eprint/308

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