https://doi.org/10.1139/er-2022-0022

Dixon, H. J., Elmarsafy, M., Hannan, N., Gao, V., Wright, C., Khan, L., and Gray, D. K. The effects of roadways on lakes and ponds: a systematic review and assessment of research gaps. Environmental Reviews

As the global population increases, the expansion of road networks has led to the destruction and disturbance of terrestrial and aquatic habitats. Road-related stressors have significant effects on both lotic and lentic habitats. While there are several systematic reviews that evaluate the effects of roads on lotic environments, there are none that consider their effects on lentic habitats only. We conducted a literature review to achieve two objectives: (1) to summarize the effects of roads on the physical, chemical, and biological properties of lentic environments; and (2) to identify biases and gaps in our current knowledge of the effects of roads on lentic habitats, so that we could find promising areas for future research.
Our review found 172 papers published between 1970 and 2020. The most frequently studied stressors associated with roads included road salt and heavy metal contamination (67 and 43 papers, respectively), habitat fragmentation (37 papers), and landscape change (14 papers). These stressors can lead to alterations in conductivity and chloride levels, changes in lake stratification patterns, increases in heavy metal concentrations in water and organisms, and significant mortality as amphibians disperse across roadways. We also identified a variety of other stressors that may be understudied based on their frequency of appearance in our search results, including polycyclic aromatic hydrocarbons, road dust, increased accessibility, hydrological changes, noise pollution, dust suppressants, sedimentation, invasive species introductions, and water withdrawal.
Our review indicated that there are strong geographic biases in published studies, with 57.0% examining North American sites and 30.2% examining European sites. Furthermore, there were taxonomic biases in the published literature, with most studies focusing on amphibians (41.7%), fish (15.6%), and macroinvertebrates (14.6%), while few considered zooplankton (8.3%), diatoms (7.3%), amoebas (5.2%), water birds (3.1%), reptiles (2.1%), and macrophytes (1.0%). Based on our review, we have identified promising areas for future research for each of the major stressors related to roadways. However, we speculate that rectifying the geographic and taxonomic bias of our current knowledge could significantly advance our understanding of the impacts of roads on lentic environments, thereby better informing environmental management of these important habitats.

Résumé
Avec l’augmentation de la population mondiale, l’expansion des réseaux routiers a entraîné la destruction et la perturbation des habitats terrestres et aquatiques. Les facteurs de stress liés aux routes ont des effets importants sur les habitats lotiques et lentiques. Alors que plusieurs revues systématiques évaluent les effets des routes sur les environnements lotiques, aucune ne considère leurs effets sur les habitats lentiques uniquement. Les auteurs ont effectué une revue de la littérature pour atteindre deux objectifs : (1) résumer les effets des routes sur les propriétés physiques, chimiques et biologiques des milieux lentiques ; et (2) identifier les biais et les lacunes des connaissances actuelles quant aux effets des routes sur les habitats lentiques afin de trouver des domaines prometteurs pour les recherches futures.
Leur examen a permis de répertorier 172 articles publiés entre 1970 et 2020. Les facteurs de stress associés aux routes les plus fréquemment étudiés sont le sel de déneigement et la contamination par les métaux lourds (67 et 43 articles respectivement), la fragmentation de l’habitat (37 articles) et la modification du paysage (14 articles). Ces facteurs de stress peuvent entraîner des modifications de la conductivité et des niveaux de chlorure, des changements dans les patrons de stratification des lacs, des augmentations des concentrations de métaux lourds dans l’eau et les organismes, et une mortalité significative lorsque les amphibiens se dispersent sur les routes. Ils ont également identifié une variété d’autres facteurs de stress qui peuvent être sous-étudiés en fonction de leur fréquence d’apparition dans leurs résultats de recherche, notamment les hydrocarbures aromatiques polycycliques, la poussière des routes, l’accessibilité accrue, les changements hydrologiques, la pollution sonore, les dépoussiérants, la sédimentation, l’introduction d’espèces envahissantes et le retrait de l’eau.
Leur examen a indiqué qu’il existe de forts biais géographiques dans les études publiées, 57,0 % d’entre elles portant sur des sites nord-américains et 30,2 % sur des sites européens. De plus, il existe des biais taxonomiques dans la littérature publiée, la plupart des études se concentrant sur les amphibiens (41,7 %), les poissons (15,6 %) et les macroinvertébrés (14,6 %), tandis que peu d’entre elles considéraient le zooplancton (8,3 %), les diatomées (7,3 %), les amibes (5,2 %), les oiseaux aquatiques (3,1 %), les reptiles (2,1 %) et les macrophytes (1,0 %). Sur la base de cet examen, ils ont identifié des domaines prometteurs pour la recherche future pour chacun des principaux facteurs de stress liés aux routes. Cependant, ils supposent que la rectification des biais géographiques et taxonomiques des connaissances actuelles pourrait faire progresser de manière significative notre compréhension des impacts des routes sur les environnements lentiques, et ainsi mieux éclairer les décision en matière de gestion environnementale de ces habitats importants.

WLU Technical Team & Northern-Water-Futures, Refereed Publications

https://doi.org/10.1139/er-2022-0022