Classification biologique des lacs jurassiens à l'aide d'une nouvelle méthode d'analyse des peuplements benthiques III. Relations entre données biologiques et variables du milieu

Biological classification of nine French Jura lakes using a new comparative analysis of the macrobenthic communities III. Relationships between biological data and ecological factors

Laboratoire de Biologie des Organismes et Ecosystèmes, Institut des Sciences et des Techniques de l'Environnement (I.S.T.E.) de l'Université de Franche-Comté, Place du Maréchal Leclerc, F-25030 Besançon cedex, France

Résumé

L'examen des relations entre les données biologiques (macrofaune benthique) et les variables du milieu, recueillies conjointement dans 9 lacs jurassiens, est effectué à l'aide d'une analyse de co-inertie. La forte corrélation entre les deux séries de variables valide la classification biologique proposée antérieurement et permet de préciser la signification des deux indices utilisés. L'indice biologique littoral (Bo) est associé au potentiel trophique du système et l'indice de déficit faunistique (Bz) traduit l'évolution de la qualité chimique de l'eau et des sédiments selon la profondeur. Les lacs les plus biogènes, définis par les indices les plus élevés, sont corrélés positivement avec la minéralisation (conductivité, bicarbonates, Ca/Si des sédiments) et avec l'oxygénation hypolimnétique (saturation en O2 dissous, potentiel redox) et correlés négativement d'une part, avec la teneur du sédiment en matière organique et les paramètres associés (COT, NT, Fe, Si) et d'autre part, avec la concentration en orthophosphates, en sels ammoniacaux et la biomasse algale (Chl a). L'analyse de co-structure, en accord avec la tendance corrélative de Bo et Bz , étaye une combinaison des deux critères dans un indice global de valeur biogène. Toutefois, la corrélation entre Bo et B_z n'est pas généralisable et les deux indices sont utilisés pour définir le type biologique d'un lac et interpréter la note globale. La discussion des résultats suggère une révision du classement des lacs par une recherche des conditions de transformation et de transfert de la matière assimilable aux organismes consommateurs.

Abstract

The relationships between biological data (macro-benthic fauna) and ecological descriptors (physical and chemical data), jointly collected in nine lakes of the French Jura, are studied using a co-inertia analysis. The high correlation between the two sets of variables confirms the validity of the biological classification described in two previous papers. The littoral biotic index (Bo) shows the trophic potential of the system and the taxonomic deficit index (Bz) accounts for the decrease of water and sediment quality according to the depth. The most biogenic lakes, which are defined by the highest indices, are positively correlated with the mineralization (conductivity, bicarbonates) and the oxygen supply of the deep water (saturation rate, redox potential). On the other hand, the less biogenic lakes are positively correlated with the organic content of the sediment (COT, NT), other variables such as Fe or Si content and also with dissolved phosphorus (PO₄^3-), ammonia (NH₄⁺) and primary biomass (Chl a). The results of the co-structure analysis, in agreement with the proximity of Bo and Bz in the factorial plane, leads to the combination of these two indices in a global biotic index. Whereas the co-variation of Bo and Bz cannot be considered as a general rule, the previous indices are useful to define the biological type of lakes. From the discussion of the results, it is proposed that there should be a revision of the classification of lakes with a study about the environmental conditions connected with the transformation and the transfer of the assimilable matter to the consumers.