Biogenic Silica and Diatom Centric/Pennate Ratios

as Indicators of Historical Coastal Pollution

M.Sc. Thesis by Zorana Spasojević, 2002

Department of Geography, McGill University

ABSTRACT

Historical environmental changes in two shallow, unstratified, estuaries in Buzzards Bay, Massachusetts are compared, using three diatom paleo-production indicators: sedimentary biogenic silica (BSi), BSi flux and ratio of Centric to Pennate diatoms. Both estuaries were exposed to pollution. New Bedford Harbor (NBH) has a history of intensive nutrient loading and industrial pollution, while the control site, Apponagansett Bay, has lower levels of nutrient loading. Consideration of local precipitation history and diatom parameters suggests that salinity-driven changes in diatom production are negligible. Over the past ~350 yrs, BSi concentrations and fluxes are higher in NBH. Thus, overall diatom production is sensitive to nutrient enrichment and less responsive to industrial pollutants. The relationship between the C/P ratio and environmental conditions is not as clear, possibly due to its dependence on eelgrass abundance. The uniqueness of this study lies in its use of the parameters combined, as well as its geographic setting.

Résumé

Les changements de l'environnement au cours de l'histoire dans deux estuaires concaves, non-stratifiés, à Buzzards Bay, Massachusetts sont comparés en utilisant trois indicateurs de paléo-production de diatomées: la silice biogénique sédimentaire (BSi), le flux BSi et la proportion entre les diatomées cylindriques et elliptiques. Les deux estuaires ont été exposés à la pollution. New Bedford Harbor (NBH) a un historique de chargement nutritionnel et de pollution industrielle intensifs, tandis que le site de contrôle, Apponagansett Bay, a des niveaux de chargement nutritionnel moins elevés. L'examen de l'historique des précipitations locales et des paramètres des diatomées suggère que les modifications dues à la salinité dans la production des diatomées sont négligeables. Au cours des 350 dernières années, les concentrations de la BSi et les flux ont augmenté à NBH. Ainsi, la production totale des diatomées est sensible à l'enrichissement nutritionnel et moins sensible aux polluants industriels. La relation entre la proportion C/E et les conditions de l'environnement n'est pas aussi claire; il est possible que cela soit dû a sa dépendance à l'abondance de la zostère marine. La présente étude est unique du fait qu'elle utilise les paramètres combinés, ainsi que la position géographique des sites.