Temporal and spatial dynamics in large rivers : example of a long-term monitoring of the middle Rhone River

Dynamique spatio-temporelle dans les grands cours d'eau : exemple du suivi à long terme du Rhône Moyen (France)

¹ ARALEPBP, Ecologie des Eaux Douces, Université Lyon 1, Bât. 403, 69622 Villeurbanne cedex, France
² UMR CNRS 5023 "Ecologie des Hydrosystèmes Fluviaux", Université Lyon 1, 69622 Villeurbanne cedex, France
³ E-mail : jean-francois.fruget@univ-lyon1.fr
⁴ INRA, Institut de Limnologie, Station d'Hydrobiologie lacustre, B.P. 511, 74203 Thonon-les-Bains cedex, France
⁵ GREBE, Eau-Sol-Environnement, 23 rue Saint-Michel, 69007 Lyon, France

Abstract

In running water, the main natural factor of disturbance is hydraulic. Investigation of its biological impact is currently complicated by the increase of anthropogenic disturbances which tend to mask the natural functioning of rivers. Monitoring of the impacts of the artificial alterations undergone by the Middle Rhone River for some decades took place in the mid-1980s. Discharge and temperature could constitute the major events controlling the biological dynamics in terms of variations in species richness, diversity, and abundance. The between-years changes of the structure and diversity of macroinvertebrate communities were connected with the amplitude of discharge fluctuations. This was in accordance with the disturbance-diversity concept and it seems to confirm the intermediate disturbance hypothesis. The fish community mainly depended on hydroclimatic factors that influenced breeding success. Variations in nutrient input played a secondary role in controlling changes in some communities (particularly the periphyton). Therefore it appears that the study of long-term changes in river systems, including the dynamics of their biological communities, requires continuous observations and data collection that only medium- to long-term studies can provide, implying the setting up of ecological monitoring centres for the natural environment such as the Long Term Ecological Research (LTER) sites in United.

Résumé

En eau courante, le principal facteur naturel de perturbation est d'ordre hydraulique. A l'heure actuelle, ce problème se trouve particulièrement compliqué par l'accroissement des perturbations anthropiques qui tendent à masquer le fonctionnement naturel des cours d'eau. Un suivi des impacts des perturbations anthropiques subies depuis plusieurs décennies par le Rhône Moyen a été mis en place au milieu des années 80. L'hydrologie et la température semblent les principaux événements régissant la dynamique biologique en terme de variation de la richesse spécifique, de la diversité et de l'abondance des différentes espèces. Les variations inter-annuelles de la structure et de la diversité des peuplements de macoinvertébrés sont ainsi liées à l'amplitude des fluctuations de débit. Ceci est tout à fait en accord avec le concept de perturbation-diversité et la théorie des perturbations moyennes. Pour sa part, le peuplement piscicole dépend des facteurs hydroclimatiques pour le succès de la reproduction. En second lieu, la dynamique des apports nutritifs gouverne également l'évolution de certains peuplements (en particulier le périphyton). Dans ce cadre, l'étude de l'évolution des hydrosystèmes fluviaux et de la dynamique de leurs peuplements impliquent une continuité d'observation et de récolte de données que seule permet une surveillance à moyen ou long terme, nécessitant la mise en place de véritables observatoires écologiques du milieu naturel, tels que les sites du programme LTER (Long Term Ecological Research) aux Etats-Unis.