Utilisation de la modélisation neuronale et des caractéristiques des communautés diatomiques pour la bio-évaluation de l'état écologique des cours d'eau et l'accompagnement de leur restauration - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

(trad auto)Spatial management in regional natural parks under tourist and urban pressure or how the actors are working on development and preservation in the Chartreuse and Vercors massifs?(trad auto)[title]Spatial management in regional natural parks under tourist and urban pressure or how the actors are working on development and preservation in the Chartreuse and Vercors massifs?(trad auto)Use of neural modelling and diatomic community characteristics for bio-assessment of the ecological status of rivers and support for their restoration

Utilisation de la modélisation neuronale et des caractéristiques des communautés diatomiques pour la bio-évaluation de l'état écologique des cours d'eau et l'accompagnement de leur restauration

Résumé

Since diatom species composition varies among streams due to natural as well as anthropogenic factors, we can increase the accuracy of anthropogenic impact assessment by first accounting for natural variability among sites. First, reference and impacted sites were studied within the Adour-Garonne watershed, then within the whole french hydrosystem (more than 800 samples). Results show that diatom natural variability seems to be highly influenced by the geo-chemistry and the altitudinal context, parameters used to delineate the French hydro-ecoregions. Anthropogenic pressure tends to homogenize communities. PH and altitude revealed to be good predictors of diatom natural biotypes. Classification and prediction were carried out thanks to artificial neural networks (self-organizing maps and back-propagation). Secondly, the interest of similarity indices, as a measure of community structure changes, was explored to quantify community deviations along a pollution gradient. A new index is proposed, taking into account ecological similarity between the species compared.
Notre méconnaissance des paramètres de la variabilité naturelle des communautés diatomiques nous amène à commettre des erreurs d'appréciation du statut écologique des cours d'eau. En France, un jeu de paramètres abiotiques tels que le climat, la géologie ou l'altitude a permis de diviser l'hydrosystème en hydro-écorégions homogènes. Mais dans quelle mesure cette classification typologique des cours d'eau rend-elle compte de la variabilité naturelle des communautés diatomiques ? Et quelle est la réponse de ces communautés à l'anthropisation? Ce sont ces questions auxquelles ce travail tente d'apporter des réponses. Après une première étude « test » menée sur le bassin « Adour-Garonne », plus de 800 relevés diatomiques répartis sur l'ensemble de l'hydrosystème français ont été étudiés. La variabilité naturelle des diatomées dans ces jeux de données semble liée à la géochimie de l'eau ainsi qu'au contexte altitudinal, et par conséquent les hydro-écorégions se révèlent être un bon cadre explicatif. PH, altitude et distance aux sources se sont ainsi révélés être de bons paramètres de prédiction de la flore naturelle attendue. L'anthropisation semble induire une banalisation des flores, les espèces à fort pouvoir typologique disparaissant sous le cortège des espèces résistantes. Classification et prédiction ont été réalisés à l'aide de réseaux de neurones artificiels (cartes auto-organisantes et rétro-propagation). Enfin, l'utilité des indices de similarité, en tant que mesures des changements intervenus dans la composition des communautés, a été explorée afin de quantifier l'évolution du statut écologique d'une rivière le long d'un gradient d'anthropisation. Ces travaux préliminaires ont permis la mise au point d'un indice tenant compte de la « similarité écologique » entre les espèces. L'ensemble de ce travail, initié lors du programme européen de recherche PAEQANN, a été soutenu par le Ministère de l'Environnement et du Développement Durable, Direction de l'Eau, dans le cadre de la mise en place de la Directive Cadre sur l'Eau.

Mots clés

Fichier non déposé

Dates et versions

tel-02587713 , version 1 (15-05-2020)

Identifiants

Citer

Juliette Tison-Rosebery. Utilisation de la modélisation neuronale et des caractéristiques des communautés diatomiques pour la bio-évaluation de l'état écologique des cours d'eau et l'accompagnement de leur restauration. Sciences de l'environnement. Thèse présentée à l'Université Bordeaux 1, Ecole doctorale "Sciences du vivant, géosciences et sciences de l'environnement", spécialité écotoxicologie, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02587713⟩

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