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ANALYSIS OF SEASONAL CHANGES IN WATER QUALITIES IN EUTROPHIC RESERVOIRS IN A FLAT LOW-LYING AGRICULTURAL AREA USING AN ALGAE-BASED ECOSYSTEM MODEL

Authors


  • Analyse des changements saisonniers de la qualité des eaux dans les réservoirs eutrophes d'un bassin versant agricole à l'aide d'un modèle d'écosystème basé sur le développement des algues.

Correspondence to: Masayoshi Harada, Department of Agro-environmental Sciences, Faculty of Agriculture, Kyushu University, 6-10-1 Hakozaki, Higashi-ku, Fukuoka 812-8581, Japan. E-mail: mharada@bpes.kyushu-u.ac.jp

ABSTRACT

In this study, a one-box ecosystem model evaluating four algal groups (green algae, blue-green algae, diatoms/dinoflagellates, and cryptophytes) was constructed for three eutrophic reservoirs in a flat, low-lying agricultural area. These reservoirs are used as agricultural water resources, and they differ in characteristics such as water depth, storage capacity, and vegetation. Water quality surveys of the chlorophyll-a concentration of each algal group, total organic carbon (TOC), dissolved organic carbon (DOC), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and dissolved oxygen (DO) were conducted weekly, from July to November 2009, to verify the validity of the ecosystem model. The model evaluated seasonal changes in water qualities for the different eutrophic reservoirs and could estimate the dynamic characteristics of nutrients related to the seasonal changes in algae. The study showed promising results and the model could be used to simulate the relationship between phytoplankton and nutrients, as well as seasonal changes in the species composition of algae during the brief but critical period when strong eutrophication occurred. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

Dans cette étude, un modèle d'écosystème monocompartimental a évalué quatre groupes d'algues (algue verte, algue bleue-verte, diatomées/dinoflagellées et cryptophytes) dans trois réservoirs eutrophes d'un bassin versant agricole. Ces réservoirs servent de ressource en eau agricole et leurs caractéristiques diffèrent par leur profondeur, leur contenance et leur végétation. Des enquêtes sur la qualité de l'eau portant sur la concentration en chlorophylle de chaque groupe d'algues, le carbone organique total (COT), le carbone organique dissous (COD), l'azote total (AT), le phosphore total (PT) et l'oxygène dissous (OD) ont été menées de façon hebdomadaire entre juillet et novembre 2009, afin de vérifier la validité du modèle d'écosystème. Le modèle a évalué les changements saisonniers de la qualité de l'eau dans les différents réservoirs eutrophes et a pu estimer les caractéristiques dynamiques des éléments nutritifs liées aux changements saisonniers des algues. L'étude a montré des résultats prometteurs et le modèle a pu être utilisé pour simuler la relation entre le phytoplancton et les éléments nutritifs, ainsi que les changements saisonniers dans la composition des espèces d'algues pendant la période courte, mais cruciale, où une eutrophisation importante se produisait. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

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