Research Paper

Vertical distribution of expansive, bloom-forming algae Gonyostomum semen vs. plankton community and water chemistry in four small humic lakes

Répartition verticale de l'algue invasive formant des fleurs d'eau Gonyostomum semen en relation avec communauté planctonique et la chimie de l'eau dans quatre petits lacs humiques

¹ Department of Hydrobiology and Protection of Ecosystems, University of Life Sciences in Lublin, Lublin, Poland
² Department of Hydrobiology, Institute of Biology, University of Białystok, Białystok, Poland
³ Department of Environmental Protection, Institute of Biology, University of Białystok, Białystok, Poland
⁴ Wigry National Park, Krzywe, Poland

^* Corresponding author: wojciech.peczula@up.lublin.pl

Abstract

One of the features of Gonyostomum semen, a bloom-forming and expansive flagellate, is uneven distribution in the vertical water column often observed in humic lakes. In this paper, we analysed vertical distribution of the algae in four small (0.9–2.5 ha) and humic (DOC: 7.4–16.5 mg dm⁻³) lakes with similar morphometric features with the aim to test the hypothesis that vertical distribution of G. semen may be shaped by zooplankton structure and abundance. In addition, we wanted to check whether high biomass of this flagellate has any influence on the chemical composition as well as on planktonic bacteria abundance of the water column. The results of the study showed that vertical distribution of the algae during the day varied among all studied lakes. Our most important finding was that (a) the abundance and structure of zooplankton community (especially in case of large bodied daphnids Daphnia pulicaria, D. longispina and copepod Eudiaptomus graciloides) may shape G. semen vertical distribution in studied lakes; (b) high G. semen biomass may decrease the content of ammonium ions in the water column by intense uptake, but has low effect on other water chemical parameters. The results of the study contribute to the understanding of the factors influencing this expansive algae behaviour as well as it shows interesting aspects of G. semen influence on some components of the lake ecosystem.

Résumé

L'une des caractéristiques de G. semen, flagellé invasif à bloom, est une distribution inégale dans la colonne d'eau, souvent observée dans les lacs humiques. Dans cet article, nous avons analysé la distribution verticale de l'algue dans quatre petits lacs (0,9–2,5 ha) humiques (DOC: 7,4–16,5 mg dm⁻³) avec des caractéristiques morphométriques similaires dans le but de tester l'hypothèse que la distribution verticale de G. semen peut être façonnée par la structure et l'abondance du zooplancton. De plus, nous voulions vérifier si la biomasse élevée de ce flagellé a une influence sur la composition chimique ainsi que sur l'abondance des bactéries planctoniques dans la colonne d'eau. Les résultats de l'étude ont montré que la distribution verticale de l'algue au cours de la journée variait d'un lac à l'autre. Notre constatation la plus importante est que a) l'abondance et la structure de la communauté zooplanctonique (en particulier dans le cas des grandes daphnies Daphnia pulicaria, D. longispina et du copépode Eudiaptomus graciloides) peuvent façonner la distribution verticale de G. semen dans les lacs étudiés; b) une biomasse élevée de G. semen peut diminuer la teneur en ions ammonium dans la colonne d'eau par une absorption intense, mais a un faible effet sur d'autres paramètres chimiques de l'eau. Les résultats de l'étude contribuent à la compréhension des facteurs influençant ce comportement invasif des algues ainsi que des aspects intéressants de l'influence de G. semen sur certaines composantes de l'écosystème du lac.