Research Paper

Zooplankton communities in a river downstream from a lake restored with hypolimnetic withdrawal

Communautés de zooplancton dans une rivière en aval d'un lac restauré grâce à un retrait hypolimnique

¹ Department of Tourism, Recreation and Ecology, University of Warmia and Mazury, Oczapowskiego 5, 10-957 Olsztyn, Poland
² Department of Water Protection Engineering, University of Warmia and Mazury, Prawocheńskiego 1, 10-957 Olsztyn, Poland
³ Department of Environmental Microbiology, University of Warmia and Mazury, Prawocheńskiego 1, 10-957 Olsztyn, Poland

^* Corresponding author: mbowszys@uwm.edu.pl

Received: 31 July 2019
Accepted: 1 February 2020

Abstract

Restoring lakes with hypolimnetic withdrawal can severely threaten water quality and biocenosis downstream. The objective of this study was to evaluate the effect of lake restoration on riverine zooplankton during a period of intense hypolimnion water inflow. Zooplankton density and biomass were determined in water samples. The water samples were also analyzed to determine the following physicochemical parameters: flow rate, dissolved oxygen, hydrogen sulphide, sulphate, ammonium nitrogen, nitrate nitrogen, total phosphorous, soluble reactive phosphorus, total organic carbon, and temperature. The results of multiple regression indicated that water flow was the most significant variable and was the best predictor of total zooplankton and rotifer density. Soluble reactive phosphorous was the main predictor of copepod biomass and density. Our study showed that hypolimnetic withdrawal disturbed the natural process of planktic community transformation, which was linked to the environmental shift from lacustrine to riverine. During the study, zooplankton density and biomass were low, but not as low as when the pipeline was operating at maximum output. At present, this lake restoration method has become more sustainable, because the adverse effects of hypolimnetic withdrawal on the recipient river have been minimized and limited to several weeks.

Résumé

La restauration des lacs par prélèvement hypolimnique peut gravement menacer la qualité de l'eau et la biocénose en aval. L'objectif de cette étude était d'évaluer l'effet de la restauration d'un lac sur le zooplancton aval pendant une période d'apport d'eau hypolimnique intense. La densité et la biomasse du zooplancton ont été déterminées dans des échantillons d'eau. Les échantillons d'eau ont également été analysés pour déterminer les paramètres physicochimiques suivants : débit, oxygène dissous, sulfure d'hydrogène, sulfate, azote d'ammonium, azote de nitrate, phosphore total, phosphore réactif soluble, carbone organique total et température. Les résultats d'une régression multiple ont indiqué que le débit était la variable la plus significative et était le meilleur prédicteur de la densité totale du zooplancton et des rotifères. Le phosphore réactif soluble était le principal prédicteur de la biomasse et de la densité des copépodes. Notre étude a montré que le retrait hypolimnique perturbait le processus naturel de transformation des communautés planctoniques, qui était lié au passage de l'environnement lacustre à l'environnement fluvial. Au cours de l'étude, la densité et la biomasse de zooplancton étaient faibles, mais pas autant que lorsque le pipeline fonctionnait à son rendement maximum. À l'heure actuelle, cette méthode de restauration des lacs est devenue plus supportable, car les effets néfastes du prélèvement hypolimnique sur la rivière réceptrice ont été minimisés et limités à plusieurs semaines.