Management of Aquatic Ecosystem Department of the Cemagref (Research Theme ALTERMIL). Report on the study of the Ecosystem Ambience System (EASY) in freshwater ecosystems: present results and prospects for 2002-2005
Recherches sur le " Concept d'ambiance écologique dans les systèmes aquatiques continentaux " (concept EASY) : Résultats acquis et Perspectives 2002-2005
Résumé
The ecological ambience concept EASY (Ecological Ambience System) is based upon the idea that the biocenoses (BIO) of an ecosytem are simultaneously related to the input of organic and mineral substances (AP) and the way all these substances are stored and processed by the ecosystem (DM): BIO = f (AP) - g (DM) (Tab. 1). Storage, assimilation and self-purification processes are likely to vary among different functional units (UFs) at the given sites of an ecosystem. The UFs were defined on the basis of a simple physical description of the sites (Fig. 1). The relevance of the EASY concept was evaluated using data from a high elevation reference system (the Roseg River), and an anthropized sub-urban ecosystem receiving storm-water runoff pollution (Chaudanne stream). The study of oligochaete and micro-crustacean communities from UF3 & UF4 (benthic coarse subtrata, hyporheic system) was favoured. The examination of these communities in the Roseg and Chaudanne watercourses, as well as those from several other running water ecosystems surveyed with the same materials and methods, allowed to define 9 biological functional traits TRFs (Tab. 2). The TRFs are defined by the functional characteristics of the invertebrate communities. For example, the FTR "permeability" is defined by the percentages of oligochaete species related with hydric exchanges between surface and ground water. The TRF "polluted mud" is characterised by the percentages of oligochaete species associated to the presence of sludge in coarse sediment interstices, etc. In clean areas (Roseg river, unpolluted site of the Chaudanne stream), the TRFs "permeability" and "intolerance to water pollution" predominate, whereas the TRFs "tolerance to water pollution" and/or "polluted mud" predominate at sites impacted by storm water runoff pollution or industrial inputs (Tab. 2).
Le concept EASY (Ecological Ambience System) est basé sur le principe que les biocénoses (BIO) d'un écosystème sont reliées aux apports de substances organiques et minérales (AP) ainsi qu'à tous les processus physico-chimiques et biologiques contribuant à leur assimilation et à leur dégradation (DM). L'échelle de travail est constituée par l'Unité Fonctionnelle (UF). Les UFs sont primitivement définies sur la base d'une classification simple des habitats physiques d'une station donnée sur le tronçon de cours d'eau étudié. La pertinence de ce concept est examinée à partir de données récoltées sur deux écosystèmes très différents : une rivière glaciaire suisse de haute altitude, considérée comme un système de référence (rivière Roseg), et un petit cours d'eau de basse montagne coulant dans un secteur urbanisé et récepteur de rejets polluants (déversoirs d'orage). L'étude des peuplements d'invertébrés interstitiels (oligochètes et crustacés) des UFs 3 & 4 (sédiments grossiers superficiels et hyporhéiques) a été privilégiée. L'examen de ces peuplements, allié à celui de peuplements relevés sur d'autres milieux à partir de protocoles de terrain et de laboratoire identiques, a permis de mettre en évidence 9 " traits fonctionnels " biologiques (TRFs). En particulier, dans la rivière Roseg et le secteur amont de la Chaudanne, les TRFs " perméabilité " des sédiments et " intolérance " à la pollution prédominent. Les secteurs altérés de la Chaudanne et de divers cours d'eau, pollués par des effluents domestiques ou industriels, présentent des TRFs caractéristiques (" tolérance à la pollution ", " présence de boues polluées ", " toxicité " etc.). Les recherches se focalisent à présent sur la caractérisation physico-chimique de ces TRFs biologiques, pour aboutir à la proposition de TRFs écologiques. Elles suivent une démarche en 4 étapes (étape exploratoire, étape quantitative, étape de synthèse, étape opérationnelle), et se focalisent sur les sites Chaudanne et Roseg.