A 2-year survey of phytoplankton in the Marne Reservoir (France): A case study to validate the use of an in situ spectrofluorometer by comparison with algal taxonomy and chlorophyll a measurements

Deux années de suivi du phytoplancton du réservoir Marne (France) : Étude de cas afin de valider l’utilisation d’un spectrofluorimètre de terrain par comparaison avec de la taxonomie et des mesures de chlorophylle a

INRA, UMR 42 (CARRTEL), Station d’Hydrobiologie Lacustre, 75 avenue de Corzent, 74203 Thonon-les-Bains cedex, France,
jacquet@thonon.inra.fr

Received: 9 October 2009
Revised: 8 July 2010
Accepted: 16 July 2010

Abstract

For almost two years (2006–2007), phytoplankton structure and distribution were monitored using a combination of methods in the Marne Reservoir (France). We used the bbe Fluoroprobe^TM spectrofluorometer, which provides vertical profiles for different algal classes and chlorophyll analysis, based on the in vivo autofluorescence characteristics of the phytoplankton. In parallel, we measured chlorophyll a (chl a) concentrations using the classical extraction method coupled with spectrophotometric analyses, and calculated the biovolume of all the taxa identified using inverted light microscopy. A very close correlation (ρ = 0.93, n = 243, p < 0.0001) was found between the total equivalent chl a concentrations given by the bbe Fluoroprobe^TM and the total chl a concentrations (g·L⁻¹) provided by the spectrophotometric analysis. The closest correlation was obtained for concentrations below 6.9 μg·L⁻¹ whereas little or no correlation was found for those above 21.6 μg·L⁻¹. The relationship was highly significant when total phytoplankton biovolume was compared with data from the probe (ρ = 0.6, n = 243, p < 0.0001), the strongest correlation being found for the group composed of diatoms, dinoflagellates and chrysophyceae (ρ = 0.67, p < 0.0001), while the weakest relationship was for the blue-green cyanobacteria (ρ = 0.33, p < 0.0001), although it was still highly significant. Our analysis, based on a large dataset, indicates that the Fluoroprobe^TM appears to be a reliable tool suitable for use by fresh water managers to monitor phytoplankton on any relevant time and space scales.

Résumé

La structure et la distribution du phytoplancton dans le réservoir Marne ont été étudiées par différentes méthodes sur la période 2006–2007. Nous avons utilisé la sonde immergeable spectrofluorimétrique bbe Fluoroprobe^TM, qui fournit des profils verticaux de différents groupes d’algues et l’analyse de la chlorophylle a, grâce aux propriétés d’autofluorescence des cellules algales. Parallèlement, la concentration de la chlorophylle a a été mesurée par la méthode classique d’extraction pigmentaire et d’analyse spectrophotométrique, et nous avons calculé le biovolume de tous les taxons identifiés par microscopie. Une très bonne corrélation (ρ = 0,93; n = 243; p < 0,0001) a été trouvée entre les concentrations en chlorophylle a totales équivalentes fournies par la sonde bbe Fluororobe^TM et les concentrations totales mesurées classiquement. La corrélation la plus élevée était trouvée pour des concentrations n’excédant pas 6,9 μg·L⁻¹ alors qu’elle était faible ou non significative pour des concentrations supérieures à 21,6 μg·L⁻¹. La relation était hautement significative quand le biovolume phytoplanctonique total était comparé avec les données de la sonde (ρ = 0,6; n = 243; p < 0,0001), la corrélation la plus forte étant pour le groupe des diatomées, dinoflagellés et chrysophycées (ρ = 0,67; p < 0,0001), la plus faible étant celle pour les cyanobactéries bleues-vertes (ρ = 0,33; p < 0,0001) bien qu’encore hautement significative. Notre analyse, réalisée à partir d’un grand nombre de données, semble indiquer que la sonde bbe Fluroroprobe^TM est un outil parfaitement adapté au monitoring du phytoplancton des eaux douces réalisé par les gestionnaires.