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Scale dependency in the hydromorphological control of a stream ecosystem functioning

Authors :
Jean-Marc Baudoin
Karl Kreutzenberger
Vincent Tamisier
Didier Lambrigot
Laurent Valette
Fanny Colas
Eric Chauvet
Frédéric Gob
Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB)
Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Pôle d'Etudes et Recherches AFB-Irstea Hydroécologie des Plans d'eau (France)
Agence Française pour la Biodiversité - AFB (FRANCE)
Laboratoire de géographie physique : Environnements Quaternaires et Actuels (LGP)
Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Milieux aquatiques, écologie et pollutions (UR MALY)
Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)
Office national de l'eau et des milieux aquatiques (ONEMA)
Ministère de l'écologie, du développement durable et de l'énergie
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Institut national de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture - IRSTEA (FRANCE)
Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (FRANCE)
Université Paris Est Créteil Val de Marne - UPEC (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Office national de l'eau et des milieux aquatiques - ONEMA (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université Panthéon-Sorbonne (UP1)
Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)
Agence Française pour la Biodiversité (AFB)
Source :
Water Research, Water Research, IWA Publishing/Elsevier, 2017, 115, pp.60-73. ⟨10.1016/j.watres.2017.01.061⟩, Water Research, IWA Publishing, 2017, 115, pp.60-73. ⟨10.1016/j.watres.2017.01.061⟩, Water Research, 2017, 115, pp.60-73. ⟨10.1016/j.watres.2017.01.061⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]QUASARE; International audience; Physical habitat degradation is prevalent in river ecosystems. Although still little is known about the ecological consequences of altered hydromorphology, understanding the factors at play can contribute to sustainable environmental management. In this study we aimed to identify the hydromorphological features controlling a key ecosystem function and the spatial scales where such linkages operate. As hydromorphological and chemical pressures often occur in parallel, we examined the relative importance of hydromorphological and chemical factors as determinants of leaf breakdown. Leaf breakdown assays were investigated at 82 sites of rivers throughout the French territory. Leaf breakdown data were then crossed with data on water quality and with a multi-scale hydro- morphological assessment (i.e. upstream catchment, river segment, reach and habitat) when quantitative data were available. Microbial and total leaf breakdown rates exhibited differential responses to both hydromorphological and chemical alterations. Relationships between the chemical quality of the water and leaf breakdown were weak, while hydromorphological integrity explained independently up to 84.2% of leaf breakdown. Hydrological and morphological parameters were the main predictors of microbial leaf breakdown, whereas hydrological parameters had a major effect on total leaf breakdown, particularly at large scales, while morphological parameters were important at smaller scales. Microbial leaf breakdown were best predicted by hydromorphological features defined at the upstream catchment level whereas total leaf breakdown were best predicted by reach and habitat level geomorphic variables. This study demonstrates the use of leaf breakdown in a biomonitoring context and the importance of hydromorphological integrity for the functioning of running water. It provides new insights for envi- ronmental decision-makers to identify the management and restoration actions that have to be un- dertaken including the hydromorphogical features that should be kept in minimal maintenance to support leaf breakdown.

Details

Language :
English
ISSN :
00431354
Database :
OpenAIRE
Journal :
Water Research, Water Research, IWA Publishing/Elsevier, 2017, 115, pp.60-73. ⟨10.1016/j.watres.2017.01.061⟩, Water Research, IWA Publishing, 2017, 115, pp.60-73. ⟨10.1016/j.watres.2017.01.061⟩, Water Research, 2017, 115, pp.60-73. ⟨10.1016/j.watres.2017.01.061⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....62a71cf07f0b64f67c83479f820d531a
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.01.061⟩