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Tracking changes in water quality due to catchment land-use and lake morphometry across spatial and temporal scales

Past studies have shown that diffuse nutrient loading from agricultural activities is an important cause of lake eutrophication. The degree to which this relationship can be scaled-up (e.g. at an inter-regional scale) has not, however, been widely addressed. My thesis objectives were therefore to define the generality and the impact of agriculture land use and lake morphometry on lake water quality. Analyses along spatial and temporal scales were conducted to evaluate the significance of these effects. In the first manuscript, we tested whether agricultural activities explain a significant proportion of the variation in lake water quality at a broad inter-regional scale. The degree to which lake mean depth modulates this response was also assessed. From our meta-analyses of 358 lakes, we noted a significant correlation between total phosphorus concentration and the extent of agricultural catchment development. This relationship was further strengthened by including lake mean depth as a second predictor. We also observed among-study variability in the relationship between these three variables. Thus, although there is a general relationship between total phosphorus concentrations and our two predictors, agriculture catchment development and lake mean depth, regional baseline nutrient differences modify this relationship. To address the issue of lake morphometry more closely, we adopted a spatio-temporal approach to investigate whether the effect of agricultural catchment development on water quality differed between dimictic and polymictic Albertan lakes. We found that the correlation between surface water total phosphorus concentration and the percent of agriculture in a lake's catchment was strongly modified by lake mixis patt / Les études antécédentes ont démontré que les chargements de nutriment diffus parvenant d'activités agricoles sont une cause importante de l'eutrophisation des lacs. Par contre, le degré auquel cette relation peut être extrapolé à l'échelle interrégionale n'a pas été largement étudié. Ma thèse a pour but de définir la généralité et l'impact de l'usage des terres agricoles et la morphométrie des lacs sur la qualité d'eau. Des analyses selon des échelles spatiale et temporelle ont évalué la significativité de ces effets. Dans ce premier manuscrit, nous avons examiné si les activités agricoles pouvaient expliquer une proportion significative de la variation de la qualité de l'eau sur une vaste échelle interrégionale. Notre métaanalyse, basée sur des données parvenant de 358 lacs, a démontré une corrélation significative entre la concentration de phosphores totaux et le pourcentage de terres agricoles des basins versants. Cette corrélation a été améliorée en incluant la profondeur moyenne comme seconde variable prédictive. Nous avons aussi observé une variabilité parmi les études pour la relation entre ces trois variables. Donc, étant donné qu'il y a une relation générale entre la concentration de phosphores totaux et deux indices, le développement de l'agriculture des bassins versants et la profondeur moyenne des lacs, des différences de niveau de référence régionales modifie cette relation. Pour déterminer l'importance de la morphométrie des lacs plus en détaille, nous avons adopté une approche spatio-temporelle pour vérifier si les effets du développement de l'agriculture des bassins versants sur la qualité de l'eau sont différents entre les systèmes dimictiques et$

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.19230
Date January 2008
CreatorsTaranu, Zofia Ecaterina
ContributorsIrene Gregory-Eaves (Supervisor)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageEnglish
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageMaster of Science (Department of Biology)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses.

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