Predicted impact of zebra mussel (Dreissena polymorpha) invasion on water clarity in Lake Mendota

Lake Mendota, which is plagued by periodic cyanobacterial blooms, is typical of many lakes in the Laurentian Great Lakes region that are vulnerable to zebra mussels (Dreissena polymorpha) but have yet to be invaded. We coupled removal estimates with chlorophyll production estimates in a dynamic model to predict the likely impact of mussel-mediated removal of phytoplankton on water clarity across a range of hypothetical zebra mussel densities. Models were fit to chlorophyll and temperature data collected biweekly from Lake Mendota during 1977–1993. When we assumed daily epilimnetic circulation, the percentage of days when the chlorophyll concentration exceeded 50 mg·L–1 was decreased threefold at mussel densities as low as 1000 mussels·m–2. When we assumed less frequent epilimnetic circulation, the density of mussels required to substantially improve water clarity increased dramatically. We predict that zebra mussel invasion would lead to increased water clarity in Lake Mendota. Cyanobacterial blooms would be reduced but not eliminated. Negative impacts on other lake processes following zebra mussel invasion could outweigh the benefits of lower phytoplankton concentrations. Résumé : Le lac Mendota, affecté par le fléau des efflorescences périodiques de cyanobactéries, est caractéristique de nombreux lacs de la région des Grands Lacs laurentiens qui sont vulnérables aux moules zébrées (Dreissena polymorpha) mais qui n’ont pas encore été envahis par cette espèce. Nous avons jumelé des estimations de l’absorption des cyanobactéries aux estimations de la production de chlorophylle dans un modèle dynamique pour prévoir l’impact probable de l’absorption du phytoplancton par les moules sur la transparence de l’eau à diverses densités hypothétiques de moules zébrées. Les modèles ont été ajustés aux données sur la chlorophylle et la température recueillies toutes les deux semaines dans le lac Mendota, de 1977 à 1993. Lorsque nous avons supposé une circulation épilimnétique quotidienne, le pourcentage de jours où la concentration de chlorophylle dépassait 50 mg·L–1 a été trois fois moindre à des densités de moules atteignant à peine 1000 moules·m–2. Lorsque nous avons supposé une circulation épilimnétique moins fréquente, la densité de moules requises pour augmenter sensiblement la transparence de l’eau a augmenté de façon spectaculaire. Nous sommes d’avis qu’une invasion de moules zébrées augmenterait la transparence de l’eau du lac Mendota. Les efflorescences de cyanobactéries seraient réduites, mais pas éliminées. Des effets négatifs pour d’autres processus lacustres suite à une invasion de moules zébrées pourraient l’emporter sur les avantages d’une réduction des concentrations phytoplanctoniques. [Traduit par la Rédaction] Reed-Andersen et al. 1626