Research Paper

Suggestions for diatom-based monitoring in intermittent streams

Suggestions pour la biosurveillance  avec les diatomées benthiques dans les rivières intermittentes

Department of Life Sciences and Systems Biology, University of Turin, via Accademia Albertina 13, 10123 Turin, Italy

^⁎ Corresponding author: elisa.falasco@unito.it

Abstract

Over the last decades, river lentification processes and droughts have been dramatically spreading worldwide, due to global and local drastic changes due to human activities. Under this scenario, the evaluation of physical disturbance caused by intermittency and droughts has become more and more relevant. In this research, we compare samples collected in Mediterranean streams following both traditional and experimental approaches with the aim of understanding if diatom indices calculated from a new sampling strategy could provide additional information for the physical disturbance assessment. Moreover, we also evaluated the response of functional metrics. Our results demonstrated that even though an enhanced sampling method better reflects hydrological disturbance than the traditional one, diatom indices do not detect it. Conversely, functional traits proved to be important metrics for the hydrological disturbance assessment. In particular, benthic diatom chlorophyll a showed significantly lower values in sections more subject to droughts. With respect to ecological guilds, the motile taxa proved to be linked to depositional areas, which resulted important microhabitats (MHs) to be explored in rivers affected by lentification. Including different MHs in the sampling process improves the information we can obtain from the analysis of the diatom community and presents important implications in documenting species distribution and autecology.

Résumé

Au cours des dernières décennies, les processus de ralentissement des rivières et les sécheresses ont été considérablement répandus dans le monde entier, en raison de changements drastiques globaux et locaux dûs aux activités humaines. Selon ce scénario, l'évaluation des perturbations physiques causées par intermittence et les sécheresses est devenue de plus en plus pertinente. Dans cette recherche, nous comparons les échantillons prélevés dans des rivières méditerranéennes suivant des approches traditionnelles et expérimentales dans le but de comprendre si les indices diatomées calculés à partir d'une nouvelle stratégie d'échantillonnage pourraient fournir des informations supplémentaires pour l'évaluation des perturbations physiques. De plus, nous avons également évalué la réponse des paramètres fonctionnels. Nos résultats ont montré que, même si une méthode d'échantillonnage améliorée reflète mieux les perturbations hydrologiques que la méthode traditionnelle, les indices diatomées ne les détectent pas. À l'inverse, les traits fonctionnels se sont avérés être des paramètres importants pour l'évaluation des perturbations hydrologiques. En particulier, la chlorophylle a des diatomées benthiques a montré des valeurs significativement plus faibles dans les sections plus exposées à la sécheresse. En ce qui concerne les guildes écologiques, les taxons motiles se sont avérés être liés à des zones de dépôt, qui sont des microhabitats importants à explorer dans les rivières touchées par le ralentissement. Inclure différents microhabitats dans le processus d'échantillonnage améliore les informations que nous pouvons obtenir de l'analyse de la communauté de diatomées et présente des implications importantes dans la connaissance de la répartition et de l’autécologie des espèces.