Nutrient limitation and herbivory: processes influenced by bleached kraft pulp mill effluent

Effects of nutrient enrichment from bleached kraft pulp mill effluent (BKPME) on water chemistry, nutrient limitation status, periphyton biomass, and Orthocladiinae communities were investigated in the Thompson River, Canada, 1991-1994. Spatial differences in phosphorus (SRP) concentrations occurred downstream of a pulp mill in the winter when river flows and effluent dilution were low. Concentrations of SRP were twofold higher at the near-field site (Walhachin) compared with the far-field site (Spences Bridge), resulting in a doubling of mean periphyton accrual at Walhachin (25 μg·cm -2 ) in the winter. Individual orthoclads were 1-2 μg·cm -2 heavier at Walhachin in the winter compared with Spences Bridge, suggesting that nutrient enrichment from BKPME affected biomass at multiple trophic levels. Nutrient diffusing substrata (NDS) deployed at Walhachin showed that periphyton and chironomid biomass and chironomid density were not limited by P availability in the winter when BKPME concentrations were high but were P limited in the autumn when effluent concentrations were low. Algal biomass was not higher on malathion-enriched substrata in the winter compared with the autumn, suggesting that grazers were unable to reduce algal biomass in the winter when BKPME concentrations were high and periphyton growth was not P limited. Resume : Nous avons etudie, entre 1991 et 1994, les repercussions de l'enrichissement en elements nutritifs provenant des effluents d'une usine de pâte kraft blanchie sur la chimie de l'eau, les limitations des elements nutritifs, la biomasse du periphyton et les communautes d'orthocladiines dans la riviere Thompson au Canada. Nous avons observe des differences spatiales dans les concentrations de phosphore en aval d'une usine de pâte en hiver, au moment ou les debits sont bas et la dilution des effluents est faible. Ces concentrations etaient deux fois plus elevees au site le plus rapproche de l'usine (Walhachin) qu'a l'autre site (Spences Bridge), ce qui a entraine un doublement hivernal de l'accroissement moyen du periphyton a Walhachin (25 μg·cm -2 ). En hiver, les orthocladiines etaient individuellement plus lourds de 1-2 μg·cm -2 a Walhachin qu'a Spences Bridge, ce qui semble indiquer que l'enrichissement en elements nutritifs lie aux effluents d'une usine de pâte kraft blanchie a eu un effet sur la biomasse a divers niveaux trophiques. Le dispositif de diffusion d'elements nutritifs installe a Walhachin a revele que la biomasse du periphyton et des chironomides et la densite des chironomides n'etaient pas limitees par la disponibilite en phosphore durant l'hiver au moment ou les concentrations d'effluents etaient elevees, mais qu'elles etaient limitees en P en automne, lorsque les concentrations d'effluents sont faibles. La biomasse algale n'etait pas plus elevee en hiver qu'en automne sur le substrat enrichi au malathion, ce qui indiquerait que les brouteurs sont incapables de reduire la biomasse algale en hiver lorsque les concentrations d'effluents des usines de pâte kraft blanchie sont elevees et que la croissance du periphyton n'est pas limitee par la disponibilite de P. (Traduit par la Redaction)