Réponse des diatomées aux nutriments : Élaboration d'un nouveau référentiel autoécologique et de métriques de diagnostic d'altération pour la flore diatomique de France métropolitaine. Rapport Final (V0) - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Access content directly
Reports (Research Report) Year : 2019

Diatom response to nutrients: Development of a new autoecological reference system and diagnostic metrics for the metropolitan France diatom flora - Final Report (V0)

Réponse des diatomées aux nutriments : Élaboration d'un nouveau référentiel autoécologique et de métriques de diagnostic d'altération pour la flore diatomique de France métropolitaine. Rapport Final (V0)

Abstract

The Biological Diatom Index (BDI) is routinely used in water quality surveillance networks to evaluate ecological quality of French rivers. It allows measuring ecological status, as well as general degree of alteration caused by anthropogenic impacts, but is still perfectible for particular alterations that the WFD asks to evaluate for operational diagnosis and for environmental restoration. Recent work compiling most up-to-date life history traits references led to a first version of a diagnostic tool for benthic diatoms, similar to the one created for benthic invertebrates. However, this study was based on phytocenotic indices (such as BDI) that allow a general evaluation of water ecological status, but also show weak responses to particular types of pollutions, such as nitrate-dominated agricultural pollutions. It was also based, among others, on an ordinal autoecological classification developed by van Dam et al. more than 20 years ago in a radically different biogeographical context (the Netherlands). However, many studies recently showed that applying in a particular region an autoecological system that was developed elsewhere usually leads to unsatisfactory results. Diatom taxa autoecological indicator values estimated on the exclusive basis of French surveys seems to be an interesting approach for the elaboration of new diagnostic metrics. Consequently, an autoecological classification similar to van Dam et al. has been elaborated, indicating ecological affinity of 809 diatom taxa to 7 physico-chemical parameters. The end of this work consisted in using the autoecological attributes previously defined for the production of diagnostic metrics, more specifically related to different nutrient enrichment categories. Specific attention was given to the diagnosis of nitrate pollution.
L'indice biologique diatomée (IBD2007) est actuellement utilisé en routine dans les réseaux de surveillance pour diagnostiquer l'état écologique des cours d'eau français dans le cadre de la DCE. Il permet d'évaluer l'état écologique et de mesurer le degré général d'altération biologique occasionné par les impacts anthropiques, sur la base de l'écart par rapport au niveau de référence adéquat. Cet outil reste néanmoins perfectible sur le plan d'altérations particulières que la DCE demande d'évaluer pour le diagnostic opérationnel et la reconquête de la qualité des milieux. Des travaux récents mené sous maîtrise d'oeuvre du LIEC (Université de Metz), compilant la plupart des bibliothèques d'attributs diatomiques couramment utilisées, ont permis l'élaboration d'un premier outil de prédiction, semblable à celui développé pour le maillon des macro-invertébrés benthiques et dédié au diagnostic ciblé d'altérations particulières. Néanmoins, ces travaux se sont appuyés notamment sur des indices phytocénotiques (dont l'IBD2007) qui permettent une évaluation générale de la qualité de l'eau et des milieux aquatiques, mais qui ne reflètent qu'imparfaitement la réponse des diatomées à certains types de pollutions (ex : pollutions diffuses de type agricole dominées par les nitrates). Ils ont aussi mobilisé, entre autres informations, des référentiels autoécologiques développés il y a près de 20 ans par van Dam et al. aux Pays-Bas, dans un contexte biogéographique assez différent de la France métropolitaine. Or, il est aujourd'hui admis dans la littérature que les caractéristiques autoécologiques décrites pour un taxon donné sont soumises à d'importantes variations à la fois spatiales (biogéographiques) et temporelles. C'est pourquoi l'utilisation d'un référentiel dans un contexte naturel différent de celui qui a servi à sa mise au point est susceptible de produire des résultats décalés et non satisfaisants. L'autoécologie des taxons établie à partir des référentiels produits par les réseaux de surveillance Français nous semble donc une base particulièrement intéressante et plus pertinente au niveau national pour asseoir la création de métriques dédiées au diagnostic d'altérations particulières. Cette étude nous a tout d'abord permis d'élaborer un nouveau référentiel autoécologique national (de type van Dam) qui renseigne sur l'affinité spécifique de 809 taxons de diatomées vis-à-vis de 7 paramètres physico-chimiques différents. La fin de ce travail a consisté à utiliser les attributs autoécologiques précédemment définis pour la production d'un assortiment de premières métriques de diagnostic (parmi les nombreuses possibilités mono-gradient ou combinatoires possibles), plus spécifiquement relatives à différentes catégories d'enrichissement en nutriments. Une attention spécifique a notamment été portée en vue du diagnostic des pollutions aux nitrates, principale faiblesse de l'outil diatomique actuellement utilisé en routine).
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Dates and versions

hal-02609492 , version 1 (16-05-2020)

Identifiers

Cite

D. Carayon, François Delmas. Réponse des diatomées aux nutriments : Élaboration d'un nouveau référentiel autoécologique et de métriques de diagnostic d'altération pour la flore diatomique de France métropolitaine. Rapport Final (V0). [Rapport de recherche] irstea. 2019, pp.80. ⟨hal-02609492⟩
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