Research Paper

Littoral chironomids of a large Alpine lake: spatial variation and variables supporting diversity

Les Chironomes littoraux d'un grand lac alpin : variabilité spatiale et variables soutenant la diversité

¹ Université de Savoie, UMR 42 CARRTEL, 73376 Le Bourget du Lac, France
² Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Institut de recherche sur les forêts, Rouyn-Noranda, Québec J9 × 5E4, Canada

^* Corresponding author: victor.frossard@univ-smb.fr

Abstract

Chironomidae are a major group of littoral secondary producers whose spatial changes in assemblage structures are shaped by diverse variables. Using their subfossil remains, we aimed at disentangling the relative impact of environmental, topographic, littoral occupation and hydrodynamic variables on the littoral assemblages as well as identifying taxa and sites of primary importance for the β-diversity in a large lake (Lake Bourget). A redundancy analysis coupled with a variance partitioning indicated that 22 % of the assemblage variability was explained by slope, carbonate concentration and littoral occupation. A non-negligible fraction of non-separable variance among these variables likely highlights the topographic constraint on anthropogenic development and environmental conditions. Taxonomic turnover overwhelmingly (93.2 %) dominated the assemblage changes indicating site-specific taxonomic composition. The taxa contribution to β-diversity was positively correlated with their mean abundances. The local abundances were either positively or negatively correlated with local contribution of sites to β-diversity (LCBD) providing evidence for different contributions of taxa to β-diversity. A couple of taxa (i.e. Cricotopus spp., Microtendipes sp. and Cladotanytarsus sp.) and sites (i.e. LB57, LB31, LB2) clearly supported the major variations of β-diversity and are therefore identified as being of primary importance regarding conservation programs. Both LCBD variations and taxa spatial autocorrelations suggest that chironomid assemblages were the most variable at a spatial-scale ranging from 500 m to 1 km, characterizing the spatial successions of littoral contexts. These results illustrate the need for considering short spatial scales to reveal the extent of the benthic diversity in the littoral areas of large lakes.

Résumé

Les Chironomidae constituent un groupe important de producteurs secondaires littoraux dont les changements spatiaux dans les structures d'assemblage sont façonnés par diverses variables. À partir de leurs restes subfossiles, le rôle relatif des variables environnementales, topographiques, de l'occupation du littoral et de l'hydrodynamisme sur les assemblages littoraux a été recherché avant d'identifier les taxons et les sites de première importance pour la diversité β dans un grand lac alpin (le lac du Bourget). Une analyse de redondance couplée à un partitionnement de la variance a indiqué que 22 % de la variabilité des assemblages était expliquée par la pente, la concentration de carbonate et l'occupation du littoral. Une fraction non négligeable de la variance non séparable parmi ces variables met probablement en évidence l'effet de la contrainte topographique sur le développement anthropique et les conditions environnementales. Le renouvellement taxonomique a dominé les changements d'assemblage (93,2 %) mettant en évidence des compositions taxonomiques spécifiques pour les différents sites. La contribution des taxons à la diversité β était positivement corrélée à leur abondance moyenne, tandis que les abondances locales étaient corrélées positivement ou négativement à la contribution locale des sites à la diversité β (LCBD), suggérant différentes contributions des taxons à la diversité β. Un ensemble de taxons (Cricotopus spp., Microtendipes sp. et Cladotanytarsus sp.) et des sites (LB57, LB31, LB2) supportaient clairement les variations majeures de la diversité β et sont donc identifiés comme étant d'intérêt prioritaire pour des actions de conservation. Les variations de LCBD et les autocorrélations spatiales des taxons suggèrent que les assemblages de chironomes étaient les plus variables à une échelle spatiale allant de 500 m à 1 km, caractérisant les successions spatiales des contextes littoraux. Ces résultats illustrent la nécessité d'envisager de courtes échelles spatiales pour appréhender la diversité benthique dans les zones littorales des grands lacs alpins.