Quantifying seasonal variation in total phosphorus and nitrogen from prairie streams in the Red River Basin, Manitoba Canada

Rattan, K. J.; Corriveau, J. C.; Brua, Robert B.; Culp, J. M.; Yates, A. G.; Chambers, P. A.

doi:https://open-science.canada.ca/handle/123456789/918

Quantifying seasonal variation in total phosphorus and nitrogen from prairie streams in the Red River Basin, Manitoba Canada

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dc.contributor.author: Rattan, K. J.; Corriveau, J. C.; Brua, Robert B.; Culp, J. M.; Yates, A. G.; Chambers, P. A.
dc.date.accepted: 2016-09-09
dc.date.accessioned: 2023-07-05T15:29:16Z
dc.date.available: 2023-07-05T15:29:16Z
dc.date.issued: 2016-12-14
dc.date.submitted: 2016-07-01
dc.description - en: <ul> <li>Hydrological, chemical, and land use activity data were examined</li> <li>Discharge, TP and TN concentrations and loads were high during snowmelt</li> <li>PLS regression indicated land use activities influenced TP and TN concentrations</li> <li>In contrast, hydrological factors influenced TP and TN loads</li> <li>Results will aid in planning effective practices to control nutrient pollution</li> </ul>
dc.description.abstract - en: A three-year study (2010, 2013 and 2014) was conducted to identify temporal and spatial patterns in phosphorus (P) and nitrogen (N) concentrations and loads in 11 sub-watersheds of the Red River Valley, Manitoba, Canada in relation to human activity on the landscape. Discharge exhibited a strong seasonal pattern in all sub-watersheds with high discharge during snowmelt, generally lower discharge with rainfall-induced peaks during spring, summer and fall, and low or no discharge during winter. Consistent with the hydrologic pattern, nutrient concentrations were highest during snowmelt such that 62% of the annual TP load and 67% of the annual TN load were delivered during the 12-18 day snowmelt period. Partial least squares regression analysis indicated that land use activities such as fertilizer application, livestock density and sewage were critical factors influencing TP and TN concentrations. In contrast, physical aspects such as water temperature and discharge were the primary determinants of TP and TN loads. The finding that stream water nutrients concentrations are associated with human activity on the landscape whereas nutrient loads are largely influenced by hydrologic events suggests that different types of beneficial management practices are needed for protection of instream ecological processes negatively affected by high nutrient levels versus reduction of nutrient export to downstream receiving bodies such as Lake Winnipeg.
dc.description.abstract-fosrctranslation - fr: Une étude de trois ans (2010, 2013 et 2014) a été menée pour déterminer les tendances temporelles et spatiales des concentrations et des charges de phosphore (P) et d’azote (N) dans 11 sous-bassins versants de la vallée de la rivière Rouge, au Manitoba, au Canada, par rapport à l’activité humaine sur le paysage. Les rejets ont montré une forte tendance saisonnière dans tous les sous-bassins versants avec des débits élevés pendant la fonte des neiges, des débits généralement plus faibles avec des pointes de précipitations au printemps, en été et en automne, et des débits faibles ou nuls pendant l’hiver. Conformément au profil hydrologique, les concentrations d’éléments nutritifs étaient les plus élevées pendant la fonte des neiges, de sorte que 62 % de la charge annuelle de PT et 67 % de la charge annuelle de TN ont été livrés pendant la période de fonte des neiges de 12 à 18 jours. L’analyse de régression partielle des moindres carrés a indiqué que les activités d’utilisation des terres telles que l’épandage d’engrais, la densité du bétail et les eaux usées étaient des facteurs critiques influençant les concentrations de PT et de TN. En revanche, des aspects physiques tels que la température de l’eau et le rejet étaient les principaux déterminants des charges de PT et de TN. La constatation selon laquelle les concentrations d’éléments nutritifs dans l’eau des cours d’eau sont associées à l’activité humaine dans le paysage, alors que les charges d’éléments nutritifs sont largement influencées par les événements hydrologiques, donne à penser que différents types de pratiques de gestion bénéfiques sont nécessaires pour protéger les cours d’eau. les processus écologiques affectés négativement par des niveaux élevés d’éléments nutritifs par rapport à la réduction de l’exportation d’éléments nutritifs vers des organismes récepteurs en aval comme le lac Winnipeg.
dc.description.fosrctranslation - fr: <ul> <li>Les données hydrologiques, chimiques et sur l’utilisation des terres ont été examinées.</li> <li>Les concentrations et les charges de rejets, de PT et de TN étaient élevées pendant la fonte des neiges</li> <li>Régression du SDP indiquant que les activités d’utilisation des terres ont influencé les concentrations de PT et de TN</li> <li>En revanche, les facteurs hydrologiques ont influencé les charges de PT et de TN</li> <li>Les résultats aideront à planifier des pratiques efficaces pour contrôler la pollution par les éléments nutritifs</li> </ul>
dc.identifier.issn: 1879-1026; 0048-9697
dc.identifier.uri: https://open-science.canada.ca/handle/123456789/918
dc.language.iso: en
dc.publisher: Elsevier
dc.relation.isreplacedby: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.073
dc.rights - en: Open Government Licence - Canada
dc.rights - fr: Licence du gouvernement ouvert - Canada
dc.rights.openaccesslevel - en: Green
dc.rights.openaccesslevel - fr: Vert
dc.rights.uri - en: https://open.canada.ca/en/open-government-licence-canada
dc.rights.uri - fr: https://ouvert.canada.ca/fr/licence-du-gouvernement-ouvert-canada
dc.subject - en: Nature and environment; Water; Science and technology
dc.subject - fr: Nature et environnement; Eau; Sciences et technologie
dc.subject.en - en: Nature and environment; Water; Science and technology
dc.subject.fr - fr: Nature et environnement; Eau; Sciences et technologie
dc.title - en: Quantifying seasonal variation in total phosphorus and nitrogen from prairie streams in the Red River Basin, Manitoba Canada
dc.type - en: Accepted manuscript
dc.type - fr: Manuscrit accepté
local.article.journaltitle: Science of The Total Environment
local.article.journalvolume: 575
local.pagination: 25 pages
local.peerreview - en: Yes
local.peerreview - fr: Oui