Stream typology and dynamics of leaf processing

Typologie de rivière et dynamique de la décomposition des feuilles

¹ Departamento Florestal, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Apt. 202, 5001 Vila Real Codex, Portugal
² Departamento Zoologia, Universidade de Coimbra, 3049 Coimbra Codex, Portugal

Abstract

Is it possible to link leaf decomposition and associated invertebrates with the typological character of an heterotrophic stream ? This is an important question because it is related the spatial dynamics of the functioning low order streams, in the sense that it considers the use and interactions of allochthonous organic material along the horizontal axis of the stream. In the autumn/winter of two successive years, alder leaf breakdown rates and their nutrient variation (N, P, K) were estimated in a stream with energetically increasing dependence on POM inputs in the upstream direction. The succession of invertebrates colonizing the incubated leaves was observed and related to the characteristics of this organic substrate. Though extremely variable in time, the coefficients of decomposition revealed a spatial gradient in close association with the specific heterotrophic character of the different sites. Invertebrate trophic groups colonizing the leaves exhibited a pattern similar to their typological distribution in the stream : shredders were dominant in the upper stations and they were replaced by collectors in the lower ones. We concluded that a longitudinal pattern of decomposition of exogenous organic materials exists in streams that show a predictable typological shift along this gradient.

Résumé

Est-il possible de relier la décomposition des feuilles et les invertébrés qui y sont associés avec les caractéristiques typologiques d'une rivière à caractère hétérotrophe ? Cela est une question importante car elle a trait à la dynamique spatiale du fonctionnement des rivières d'ordre réduit dans la mesure où elle traite de l'utilisation et des interactions de la matière organique allochtone tout au long du cours. Pendant l'automne/hiver de deux années consécutives les taux de décomposition des feuilles d'aulne et leur variation respective en nutriments (N, P, K) ont été évalués dans un cours d'eau qui dépend de façon croissante des apports de POM en direction de la source. La succession des invertébrés qui ont colonisé les feuilles en incubation a été observée et mise en relation avec les caractéristiques de ces feuilles. Les coefficients de décomposition, malgré une extrême variation temporelle, ont révélé un gradient spatial bien corrélé avec les conditions d'hétérotrophie spécifiques de chaque site. Les groupes fonctionnels d'invertébrés qui colonisent les feuilles reflètent étroitement leur répartition typologique dans la rivière : les déchiqueteurs dominants dans les stations amont sont remplacés par les collecteurs vers l'aval. Nous pouvons conclure qu'il existe, dans les rivières typologiquement structurées, une variation spatiale du mode de décomposition des matières organiques allochtones qui a un rapport avec le gradient longitudinal du système lui-même.