Issue |
Knowl. Manag. Aquat. Ecosyst.
Number 418, 2017
|
|
---|---|---|
Article Number | 1 | |
Number of page(s) | 15 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/kmae/2016033 | |
Published online | 06 March 2017 |
Research Paper
Modelling diatom life forms and ecological guilds for river biomonitoring
Modélisation des formes de vie et guildes écologiques des diatomées pour la bioindication en rivières
1
Aquabio,
10 rue Hector Guimard,
63800
Cournon d'Auvergne, France
2
INRA, UMR CARRTEL,
75 av. de Corzent,
BP511 – 74230
Thonon les Bains, France
⁎ Corresponding author: remy.marcel@aquabio-conseil.fr
Biomonitoring is central to the European Union's Water Framework Directive (WFD) and to the French water and aquatic environmental law, but most diatom indices do not separate different anthropogenic impacts. To address this gap, the effect of water chemistry on diatom ecological guilds and life forms was assessed in order to indicate stream perturbations. Generalised additive models (GAMs) were built on a large-scale data set of 1571 samples from the French monitoring network. The relationships between diatom ecological guild and life form metrics were investigated by Principal components analysis and the results predicted by GAMs. The models characterised eight chemical parameters that modified adaptive strategies (ecological guilds) and growth morphology (life forms). Total phosphorus, conductivity, nitrate and pH are the main influencing factors, followed by temperature, dissolved oxygen and organic matter. The findings confirm three groups of diatoms with different adaptive strategies: 1 – fast moving species, 2 – species growing close to the substrate and 3 – species extending to the surface layers of the biofilm. Thirteen diatom metrics displayed a variety of responses to different ranges of the eight chemical parameters. These metrics could be used to help to identify and quantify which chemical alterations are caused by polluted effluents in rivers.
Résumé
La bioindication est centrale dans la directive cadre européenne sur l'eau et la loi française sur l'eau, mais la plupart des indices diatomiques ne séparent pas les différents impacts anthropiques. Pour combler ce manque, l'effet de la physico-chimie de l'eau sur les guildes écologiques et formes de vies des diatomées a été étudié pour indiquer des perturbations des cours d'eau. Des modèles additifs généralisés (GAMs) ont été construits sur un jeu de données de 1571 échantillons des réseaux de suivi des cours d'eau français. Les relations entre les métriques de guildes écologiques et formes de vie des diatomées ont été étudiées par une ACP et les résultats prédits par des GAMs. Les modèles ont caractérisé huit paramètres physico-chimiques qui modifient les stratégies adaptatives (guildes écologiques) et morphologies de croissance (formes de vie). Le phosphore total, la conductivité, les nitrates et le pH sont les facteurs les plus influents, suivis par la température, l'oxygène dissous et la matière organique. Les résultats confirment trois groupes de diatomées avec des stratégies adaptatives différentes : 1 – les espèces se déplaçant rapidement, 2 – les espèces proches du substrat et 3 – les espèces s'étendant vers la surface du biofilm. Quatorze métriques diatomiques ont montré une variété de réponses à différentes gammes de valeurs des huit paramètres physico-chimiques. Ces métriques pourraient être utilisées pour aider à identifier et quantifier quelles altérations chimiques sont causées par les rejets polluants dans les rivières.
Key words: benthic diatoms / ecological guilds / biological traits / biomonitoring / generalised additive model
Mots clés : diatomées benthiques / guildes écologiques / traits biologiques / bioindication / modèle additif généralisé
© R. Marcel et al., Published by EDP Sciences 2017
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License CC-BY-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. If you remix, transform, or build upon the material, you may not distribute the modified material.
Current usage metrics show cumulative count of Article Views (full-text article views including HTML views, PDF and ePub downloads, according to the available data) and Abstracts Views on Vision4Press platform.
Data correspond to usage on the plateform after 2015. The current usage metrics is available 48-96 hours after online publication and is updated daily on week days.
Initial download of the metrics may take a while.