Growth Rate of an Aquatic Bryophyte (Warnstorfia fluitans (Hedw.) Loeske) from a High Arctic Lake: Effect of Nutrient Concentration

• Published in: ARCTIC
• Main Authors: Riis, Tenna, Olesen, Birgit, Katborg, Casper K., Christoffersen, Kirsten S.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: The Arctic Institute of North America 2010
• Subjects: High Arctic lakes; aquatic bryophytes; nutrients; growth rates; tissue nutrient; moss; lacs de l’Extrême arctique; bryophytes aquatiques; nutriments; taux de croissance; nutriment dans le tissu; mousse; Arctic; Arctic Lake; Mousse; Arctique*; Climate change
• Online Access: https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/63709

The High Arctic is one of the regions most susceptible to climate change on a global scale. Increased temperature, precipitation, and cloud cover are anticipated in the region, with consequent increases in nutrient runoff to surface waters. Mosses are often the dominant submerged macrophyte in Arctic and High Arctic lakes. If the growth rate of mosses in these lakes is nutrient-limited, then production could increase with climate changes that result in higher nutrient concentrations. We conducted a laboratory study to 1) measure the growth response of Warnstorfia fluitans (Hedw.) Loeske from a High Arctic lake to nitrogen and phosphorus availability; and 2) determine whether growth rate was N- or P-limited by examining its relationship to internal P and N content. The growth rates of W. fluitans were generally low, ranging from 0.003 to 0.012 day-1. The growth rates increased with increasing plant P content, but not with increasing N content, indicating that moss growth was P-limited at low P availability in the experiment. Critical plant P concentration for maximum growth rate was 0.086% dry weight. This is the first time a critical P threshold has been calculated. The results imply that if climate changes result in increased P concentrations in surface waters, a higher production of moss could occur in High Arctic lakes. L’Extrême arctique est l’une des régions du monde les plus susceptibles au changement climatique. La région devrait enregistrer des hausses de températures, de précipitations et de couvertures nuageuses, ce qui se traduira par des augmentations conséquentes d’écoulement des nutriments dans les eaux de surface. Dans les lacs de l’Arctique et de l’Extrême arctique, les mousses constituent souvent le macrophyte submergé prédominant. Si le taux de croissance des mousses de ces lacs est restreint par les nutriments, la production pourrait alors augmenter avec les changements climatiques qui donnent des concentrations de nutriments plus grandes. Nous avons réalisé une étude en laboratoire dans le but 1) de mesurer la réponse de croissance de Warnstorfia fluitans (Hedw.) Loeske d’un lac de l’Extrême arctique vis-à-vis de la disponibilité en azote et en phosphore; et 2) de déterminer si le taux de croissance était restreint par N ou par P en examinant sa relation par rapport à sa teneur interne en N et en P. Les taux de croissance de W. fluitans étaient généralement faibles, allant de 0,003 à 0,012 jour-1. Les taux de croissance augmentaient en même temps que la teneur en N des plantes augmentait, mais pas en même temps que la teneur en P augmentait, ce qui laisse entrevoir que la croissance des mousses était restreinte par P en fonction de la faible disponibilité en P dans le cadre de l’expérience. La concentration critique en P dans les végétaux donnant lieu à un taux de croissance maximal était de 0,086 % du poids sec. Il s’agit de la première fois qu’un seuil critique de P a été calculé. Les résultats laissent entendre que si des changements climatiques se traduisent par des concentrations accrues en P dans les eaux de surface, une plus grande production de mousse pourrait se produire dans les lacs de l’Extrême arctique.