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Limnological studies on the eutrophication of Lake Wolderwijd A shallow hypertrophicOscillatoria dominated lake in the Netherlands

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Abstract

Lake Wolderwijd—area 2700 ha, mean depth 1.60 m, residence time 0.9 year—a man-made lake from 1967, was soon dominated by the blue-green algaOscillatoria agardhii, which formed a persistant bloom. Only in spring relatively small proportions of other blue-green algae species occurred.

The environment in the lake is continuously controlled and governed by the alga, resulting for instance in a perfect homogeneity in the whole lake with respect to the biomass.

The biomass in summer (30–40 mgl−1 dry weight) is only 30–50% greater than in winter. In winter 10 up to 30% of the time is spend by the alga below 1% subsurface light intensity and in summer 20 up to 60%. The specific oligophote capacities ofOscillatoria agardhii combined with external factors as available nutrients, depth and residence time of Lake Wolderwijd, provide in a high degree of habitat control. Cause and effect of the observed phenomena are integrated in each other. The explanation of the ecological niche of the alga is therefore difficult. Comparison of Lake Wolderwijd with other, less extreme.Oscillatoria lakes in the Netherlands and the research, done by others on continue cultures, are helpful means to approach the ecological niche of the alga.

The possibility to create its own optimal light climate at each temperature and incident radiation, among others due to the nonconsumption by zooplankton, is a key factor for the persistant bloom ofOscillatoria agardhii in Lake Wolderwijd. A mean depth between 0.7 and 2.5 m is considered as a conditio sine qua non for this persistant bloom.

Zusammenfassung

Im See Wolderwijd (Fläche 2700 ha, mittlere Tiefe 1,5 m, Aufenthaltszeit 0,9 Jahre, P-Belastung 0,5–1,5 g−2 Jahr−1) wurde seit 1971 die Eutrophierung untersucht. Die Ergebnisse sind in der vorliegenden Publikation zusammengefasst.

Das Phytoplankton wurde von der BlaualgeOscillatoria agardhii Gom. dominiert, welche eine persistente Wasserblüte verursachte (fig. 7A). Während kürzerer Perioden ebenfalls relativ wichtig waren die BlaualgenOscillatoria redekei v. Goor undAphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs. Die mittlere Lichtintensität und die Temperatur sind wichtige Faktoren im Wettbewerb zwischen diesen Algenarten.

Die Biomasse des Phytoplanktons erreichte Sommermaxima von 30 bis 40 mgl−1 (aschenfreies Trockengewicht). Im Winter war das aschenfreie Trockengewicht nur 50% kleiner, auf Basis der Chlorophyll-a-Konzentration nur 35%.

Der jährliche Verlauf der Nährstoffe ist in Abb. 4 und 5, des partikulären C, P und N sowie des Chlorophyll-a und des aschenfreien Trockengewichts des Phytoplanktons in Abb. 6 dargestellt, ebenso die Jahresmittel dieser Parameter und die Korrelationskoeffizienten zwischen den Biomasseparametern. Die Charakteristiken des Wolderwijd (Tiefe, Aufenthaltszeit, Trübstoffgehalt) bilden zusammen mit der reichlichen Nährstoffzufuhr ein System, in welchem es der BlaualgeOscillatoria agardhii dank ihren spezifischen Eigenschaften (oligophot, geringe Ansprüche an die Energieversorgung. Fähigkeit der Anpassung der Produktion) möglich ist, ihr Wachstum über das Lichtklima weitgehend selbst zu regulieren.

Um die ökologischen Nischen vonOscillatoria tiefer auszuloten, wurde der Wolderwijd in der Diskussion mit anderenOscillatoria- und Nicht-Oscillatoria-Seen verglichen.

Résumé

Dans le lac Wolderwijd, d'une superficie de 2700 ha, profondeur moyenne 1,5 m, temps de résidence de 0,9 par an, et une P-charge de 0,5 à 1,5 gm2 par an, une recherche sur l'eutrophisation a été effectuée depuis 1971.

Les résultats obtenus jusqu'en 1981 sont regroupés dans cette publication. Le phytoplancton est dominé par l'algue bleueOscillatoria agardhii Gom. qui forme une floraison persistante (fig.7A). Deux autres sortes d'algues bleues,O. redekei v. Goor etAphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs, furent relativement importantes durant une certaine période de l'année. L'intensité moyenne de la luminosité et de la température sont deux facteurs importants dans la compétition entre ces deux espèces d'algues.

La biomasse du phytoplancton atteignait en été un maximum de 30 à 40 mgl−1 poids sec exempt de cendres. En hiver, elle était à peine de 50% plus faible, sur la base de la concentration de la chlorophylle-a, seulement de 35%.

La succession annuelle des substances nutritives (fig. 4, 5) du P, N et C particulaires, ainsi que de la chlorophylle-a et du poids sec exempt de cendres du phytoplancton est indiquée (fig. 6), de même que la moyenne annuelle de ces paramètres et les coefficients de corrélation entre les différents paramètres de biomasse.

Les caractéristiques du lac Wolderwijd (profondeur, temps de résidence, taux en matières argileuses) forment, ensemble avec l'apport important de substances nutritives, un système dans lequel l'algue bleueOscillatoria agardhii, grâce à ses propriétés spécifiques (oligophote, peu d'exigences en énergie d'entretien, capacité d'adaptation de la production), réussi à régler elle-même dans une grande mesure sa croissance par le climat lumineux.

Une comparaison entre différents lacs de Hollande avec ou sans floraison aquatique de l'Oscillatoria, a été faite dans le but d'avoir une certaine idée de la niche écologique deO. agardhii.

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Authors and Affiliations

  1. IJsselmeerpolders Development Authority, Zuiderwagenplein 2, NL-8224 AD, Lelystad, The Netherlands

    C. Berger & A. Bij de Vaate

Authors
  1. C. Berger
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  2. A. Bij de Vaate
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Berger, C., Bij de Vaate, A. Limnological studies on the eutrophication of Lake Wolderwijd A shallow hypertrophicOscillatoria dominated lake in the Netherlands. Schweiz. Z. Hydrologie 45, 458–479 (1983). https://doi.org/10.1007/BF02538134

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