Écosystème fluvial - River ecosystem

Ce ruisseau dans les parcs nationaux et d'État de Redwood ainsi que son environnement peuvent être considérés comme formant un écosystème fluvial.

Les écosystèmes fluviaux sont des eaux courantes qui drainent le paysage et comprennent les interactions biotiques (vivantes) entre les plantes, les animaux et les micro-organismes, ainsi que les interactions physiques et chimiques abiotiques (non vivantes) de ses nombreuses parties. Les écosystèmes fluviaux font partie de réseaux de bassins versants ou de bassins versants plus vastes , où de plus petits cours d' eau d' amont se jettent dans des cours d'eau de taille moyenne, qui se jettent progressivement dans des réseaux fluviaux plus grands. Les principales zones des écosystèmes fluviaux sont déterminées par la pente du lit de la rivière ou par la vitesse du courant. L'eau turbulente à mouvement plus rapide contient généralement des concentrations plus élevées d' oxygène dissous , ce qui soutient une plus grande biodiversité que l'eau à mouvement lent des piscines. Ces distinctions forment la base de la division des rivières en rivières de montagne et de plaine .

Les caractéristiques unificatrices suivantes rendent l'écologie des eaux courantes unique parmi les habitats aquatiques : le débit est unidirectionnel, il y a un état de changement physique continu, il y a un degré élevé d'hétérogénéité spatiale et temporelle à toutes les échelles ( microhabitats ), la variabilité entre lotiques est assez élevé et le biote est spécialisé pour vivre avec des conditions d'écoulement.

La base alimentaire des cours d'eau au sein des forêts riveraines provient principalement des arbres, mais les cours d'eau plus larges et ceux qui n'ont pas de canopée tirent la majorité de leur base alimentaire des algues. Les poissons anadromes sont également une source importante de nutriments. Les menaces environnementales pour les rivières comprennent la perte d'eau, les barrages, la pollution chimique et les espèces introduites . Un barrage produit des effets négatifs qui se prolongent le long du bassin versant. Les effets négatifs les plus importants sont la réduction des crues printanières, qui endommagent les zones humides, et la rétention de sédiments, qui entraîne la perte de zones humides deltaïques.

Les écosystèmes fluviaux sont d'excellents exemples d'écosystèmes lotiques. Lotic fait référence à l'eau qui coule, du latin lotus , signifiant lavé. Les eaux lotiques vont de sources de quelques centimètres de large à de grands fleuves de kilomètres de large. Une grande partie de cet article s'applique aux écosystèmes lotiques en général, y compris les systèmes lotiques connexes tels que les ruisseaux et les sources . Les écosystèmes lotiques peuvent être contrastés avec les écosystèmes lentiques , qui impliquent des eaux terrestres relativement calmes telles que des lacs, des étangs et des zones humides . Ensemble, ces deux écosystèmes forment la zone d'étude plus générale de l'eau douce ou de l'écologie aquatique .

Composants abiotiques (non vivants)

Les composants non vivants d'un écosystème sont appelés composants abiotiques. Par exemple, la pierre, l'air, le sol, etc.

L'écoulement de l'eau

Une rivière pensif Cooplacurripa, NSW

Rapides à Parc provincial du mont Robson

L'écoulement unidirectionnel de l'eau est le facteur clé dans les systèmes lotiques influençant leur écologie. Cependant, le débit du cours d'eau peut être continu ou intermittent. Le débit des cours d'eau est le résultat des apports sommatifs des eaux souterraines, des précipitations et des écoulements de surface. Le débit d'eau peut varier d'un système à l'autre, allant de rapides torrentiels à des mares lentes qui ressemblent presque à des systèmes lentiques. La vitesse ou la vitesse de l'écoulement de l'eau de la colonne d'eau peut également varier au sein d'un système et est sujette à des turbulences chaotiques, bien que la vitesse de l'eau ait tendance à être la plus élevée dans la partie médiane du chenal du cours d'eau (connue sous le nom de thalveg ). Cette turbulence entraîne des divergences d'écoulement par rapport au vecteur d'écoulement moyen vers le bas, caractérisé par les courants de Foucault. Le vecteur de débit moyen est basé sur la variabilité du frottement avec le fond ou les côtés du canal, la sinuosité , les obstructions et le gradient d'inclinaison. De plus, la quantité d'eau introduite dans le système par les précipitations directes, la fonte des neiges et/ou les eaux souterraines peut affecter le débit. La quantité d'eau dans un cours d'eau est mesurée en tant que débit (volume par unité de temps). Au fur et à mesure que l'eau s'écoule en aval, les ruisseaux et les rivières gagnent le plus souvent du volume d'eau, donc au débit de base (c. Le « régime d'écoulement » d'une rivière ou d'un cours d'eau comprend les modèles généraux de débit sur des échelles de temps annuelles ou décennales, et peut saisir les changements saisonniers de débit.

Alors que le débit d'eau est fortement déterminé par la pente, les eaux qui s'écoulent peuvent modifier la forme générale ou la direction du lit du cours d'eau, une caractéristique également connue sous le nom de géomorphologie . Le profil de la colonne d'eau fluviale se compose de trois actions principales : l'érosion, le transport et le dépôt. Les rivières ont été décrites comme "les gouttières qui coulent les ruines des continents". Les rivières érodent , transportent et déposent en permanence des substrats, des sédiments et des matières organiques. Le mouvement continu de l'eau et des matériaux entraînés crée une variété d'habitats, notamment des radiers , des glissements et des bassins .

Léger

La lumière est importante pour les systèmes lotiques, car elle fournit l'énergie nécessaire à la production primaire via la photosynthèse et peut également fournir un refuge aux espèces de proies dans les ombres qu'elle projette. La quantité de lumière qu'un système reçoit peut être liée à une combinaison de variables de flux internes et externes. La zone entourant un petit ruisseau, par exemple, peut être ombragée par les forêts environnantes ou par les parois de la vallée. Les grands systèmes fluviaux ont tendance à être larges, de sorte que l'influence des variables externes est minimisée et que le soleil atteint la surface. Cependant, ces rivières ont également tendance à être plus turbulentes et les particules dans l'eau atténuent de plus en plus la lumière à mesure que la profondeur augmente. Des facteurs saisonniers et diurnes pourraient également jouer un rôle dans la disponibilité de la lumière, car l'angle d'incidence, l'angle auquel la lumière frappe l'eau, peut entraîner une perte de lumière par réflexion. Connue sous le nom de loi de Beer , plus l'angle est faible, plus la lumière est réfléchie et la quantité de rayonnement solaire reçue diminue de manière logarithmique avec la profondeur. Les influences supplémentaires sur la disponibilité de la lumière incluent la couverture nuageuse, l'altitude et la position géographique.

Température

Castle Geyser , Parc National de Yellowstone

Un ruisseau forestier en hiver près d' Erzhausen , Allemagne

Cascade dans les Pyrénées

La plupart des espèces lotiques sont des poïkilothermes dont la température interne varie avec leur environnement, la température est donc un facteur abiotique clé pour elles. L'eau peut être chauffée ou refroidie par rayonnement à la surface et conduction vers ou depuis l'air et le substrat environnant. Les cours d'eau peu profonds sont généralement bien mélangés et maintiennent une température relativement uniforme dans une zone. Cependant, dans les systèmes aquatiques plus profonds et plus lents, une forte différence entre les températures du fond et de la surface peut se développer. Les systèmes alimentés par des sources ont peu de variation car les sources proviennent généralement de sources d'eau souterraine, qui sont souvent très proches de la température ambiante. De nombreux systèmes présentent de fortes fluctuations diurnes et les variations saisonnières sont les plus extrêmes dans les systèmes arctiques, désertiques et tempérés. La quantité d'ombrage, le climat et l'altitude peuvent également influencer la température des systèmes lotiques.

Chimie

La chimie de l'eau dans les écosystèmes fluviaux varie en fonction des solutés et des gaz dissous présents dans la colonne d'eau du cours d'eau. En particulier, l'eau de rivière peut comprendre, outre l'eau elle-même,

• matière inorganique dissoute et ions majeurs (calcium, sodium, magnésium, potassium, bicarbonate, sulfure, chlorure)
• nutriments inorganiques dissous (azote, phosphore, silice)
• matière organique en suspension et dissoute
• gaz (azote, protoxyde d'azote, dioxyde de carbone, oxygène)
• métaux traces et polluants

Ions dissous et nutriments

Les solutés dissous peuvent être considérés comme réactifs ou conservateurs . Les solutés réactifs sont facilement assimilables biologiquement par les biotes autotrophes et hétérotrophes du cours d'eau; des exemples peuvent inclure des espèces azotées inorganiques telles que le nitrate ou l'ammonium, certaines formes de phosphore (par exemple, le phosphore réactif soluble) et la silice. D'autres solutés peuvent être considérés comme conservateurs, ce qui indique que le soluté n'est pas absorbé et utilisé biologiquement ; le chlorure est souvent considéré comme un soluté conservateur. Les solutés conservateurs sont souvent utilisés comme traceurs hydrologiques pour le mouvement et le transport de l'eau. La chimie réactive et conservatrice de l'eau des cours d'eau est avant tout déterminée par les apports de la géologie de son bassin versant ou de son bassin versant. La chimie de l'eau des cours d'eau peut également être influencée par les précipitations et l'ajout de polluants d'origine humaine. De grandes différences dans la chimie n'existent généralement pas dans les petits systèmes lotiques en raison d'un taux élevé de mélange. Dans les grands réseaux fluviaux, cependant, les concentrations de la plupart des éléments nutritifs, des sels dissous et du pH diminuent à mesure que l'on s'éloigne de la source de la rivière.

Gaz dissous

En termes de gaz dissous, l' oxygène est probablement le constituant chimique le plus important des systèmes lotiques, car tous les organismes aérobies en ont besoin pour survivre. Il pénètre dans l'eau principalement par diffusion à l'interface eau-air. La solubilité de l'oxygène dans l'eau diminue à mesure que le pH et la température de l'eau augmentent. Les cours d'eau rapides et turbulents exposent une plus grande partie de la surface de l'eau à l'air et ont tendance à avoir des températures basses et donc plus d'oxygène que les eaux stagnantes lentes. L'oxygène est un sous-produit de la photosynthèse, de sorte que les systèmes avec une abondance élevée d'algues et de plantes aquatiques peuvent également avoir des concentrations élevées d'oxygène pendant la journée. Ces niveaux peuvent diminuer de manière significative pendant la nuit lorsque les producteurs primaires passent à la respiration. L'oxygène peut être limitant si la circulation entre la surface et les couches plus profondes est mauvaise, si l'activité des animaux lotiques est très élevée ou s'il y a une grande quantité de décomposition organique.

Matière en suspension

Les cours d'eau peuvent également transporter des matières inorganiques et organiques en suspension. Ces matières peuvent comprendre des sédiments ou des matières organiques d'origine terrestre qui tombent dans le chenal du cours d'eau. Souvent, la matière organique est traitée dans le cours d'eau par fragmentation mécanique, consommation et broutage par les invertébrés et décomposition microbienne. Feuilles et débris ligneux reconnaissables à la matière organique particulaire grossière (MPOC) en matière organique particulaire (POM), jusqu'à la matière organique particulaire fine. Les plantes ligneuses et non ligneuses ont des taux de dégradation dans les cours d'eau différents, les plantes feuillues ou les parties de plantes (p.

Substrat

Le substrat inorganique des systèmes lotiques est composé du matériau géologique présent dans le bassin versant qui est érodé, transporté, trié et déposé par le courant. Les substrats inorganiques sont classés par taille sur l' échelle de Wentworth , qui va des rochers aux cailloux, au gravier, au sable et au limon. En règle générale, la taille des particules du substrat diminue en aval avec des rochers et des pierres plus gros dans les zones plus montagneuses et les fonds sablonneux dans les rivières de plaine. En effet, les gradients plus élevés des ruisseaux de montagne facilitent un écoulement plus rapide, déplaçant des matériaux de substrat plus petits plus en aval pour le dépôt. Le substrat peut également être organique et peut inclure des particules fines, des feuilles d'automne, de gros débris ligneux tels que des bûches d'arbres submergés, de la mousse et des plantes semi-aquatiques. Le dépôt de substrat n'est pas nécessairement un événement permanent, car il peut être soumis à de grandes modifications lors d'inondations.

Composants biotiques (vivants)

Les composants vivants d'un écosystème sont appelés composants biotiques. Les cours d'eau contiennent de nombreux types d'organismes biotiques qui y vivent, notamment des bactéries, des producteurs primaires, des insectes et d'autres invertébrés, ainsi que des poissons et d'autres vertébrés.

Biofilm

Différents composants du biofilm dans les cours d'eau les  
principaux composants sont les algues et les bactéries

Un biofilm est une combinaison d'algues (diatomées, etc.), de champignons, de bactéries et d'autres petits micro - organismes qui existent dans un film le long du lit du cours d' eau ou du benthos . Les assemblages de biofilms eux-mêmes sont complexes et ajoutent à la complexité d'un lit de cours d'eau.

Les différents composants du biofilm (les algues et les bactéries sont les composants principaux) sont noyés dans une matrice d' exopolysaccharides (EPS), et sont des récepteurs nets d'éléments inorganiques et organiques et restent soumis aux influences des différents facteurs environnementaux.

Épilithiques diatomées partir d' un lit de rivière 
barres de taille: 30 pm

Cette boue sur les galets du lit du cours d'eau est un biofilm

Les biofilms sont l'une des principales interphases biologiques dans les écosystèmes fluviaux, et probablement la plus importante dans les rivières intermittentes , où l'importance de la colonne d'eau est réduite pendant les périodes prolongées de faible activité du cycle hydrologique . Les biofilms peuvent être compris comme des consortiums microbiens d' autotrophes et d' hétérotrophes , coexistant dans une matrice de substances polymériques extracellulaires hydratées (EPS). Ces deux principaux composants biologiques sont respectivement principalement les algues et les cyanobactéries d'un côté, et les bactéries et champignons de l'autre. La micro- et la méiofaune habitent également le biofilm, prédisant les organismes et les particules organiques et contribuant à son évolution et sa dispersion. Les biofilms forment donc un consortium biologique très actif, prêt à utiliser des matières organiques et inorganiques issues de la phase aqueuse, et également prêt à utiliser des sources d'énergie lumineuse ou chimique. L'EPS immobilise les cellules et les maintient à proximité permettant des interactions intenses, y compris la communication cellule-cellule et la formation de consortiums synergiques. L'EPS est capable de retenir les enzymes extracellulaires et permet donc l'utilisation de matériaux de l'environnement et la transformation de ces matériaux en nutriments dissous pour l'utilisation par les algues et les bactéries. Dans le même temps, le PSE contribue à protéger les cellules de la dessiccation ainsi que d'autres dangers (par exemple, les biocides , les rayons UV , etc.) du monde extérieur. D'autre part, le garnissage et la couche de protection EPS limitent la diffusion des gaz et des nutriments, notamment pour les cellules éloignées de la surface du biofilm, ce qui limite leur survie et crée de forts gradients au sein du biofilm. La structure physique du biofilm et la plasticité des organismes qui y vivent assurent et soutiennent leur survie dans des environnements difficiles ou dans des conditions environnementales changeantes.

Réseau de cooccurrence d'une communauté bactérienne
dans un cours d'eau 

Micro-organismes

Les bactéries sont présentes en grand nombre dans les eaux lotiques. Les formes libres sont associées à la décomposition de la matière organique, au biofilm à la surface des roches et de la végétation, entre les particules qui composent le substrat et en suspension dans la colonne d'eau . D'autres formes sont également associées aux entrailles d'organismes lotiques en tant que parasites ou dans des relations commensales . Les bactéries jouent un rôle important dans le recyclage énergétique (voir ci - dessous ).

Les diatomées sont l'un des principaux groupes dominants d' algues périphytiques dans les systèmes lotiques et ont été largement utilisées comme indicateurs efficaces de la qualité de l'eau, car elles réagissent rapidement aux changements environnementaux, en particulier la pollution organique et l'eutrophisation, avec un large éventail de tolérances aux conditions allant, d'oligotrophe à eutrophe.

Producteurs primaires

Les algues, constituées de phytoplancton et de périphyton , sont les sources les plus importantes de production primaire dans la plupart des cours d'eau et des rivières. Le phytoplancton flotte librement dans la colonne d'eau et est donc incapable de maintenir les populations dans les cours d'eau à débit rapide. Ils peuvent, cependant, développer des populations importantes dans les rivières et les marigots à faible débit. Les périphytons sont généralement des algues filamenteuses et touffues qui peuvent se fixer à des objets pour éviter d'être emportées par des courants rapides. Aux endroits où les débits sont négligeables ou absents, le périphyton peut former un tapis flottant gélatineux non ancré.

Jacinthe d'eau commune en fleur

périphyton

Les plantes présentent des adaptations limitées à un débit rapide et réussissent mieux dans des courants réduits. Des plantes plus primitives, comme les mousses et les hépatiques, s'attachent aux objets solides. Cela se produit généralement dans les eaux d'amont plus froides où le substrat principalement rocheux offre des sites de fixation. Certaines plantes flottent librement à la surface de l'eau dans des tapis denses comme les lentilles d'eau ou la jacinthe d'eau . D'autres sont enracinées et peuvent être classées comme submergées ou émergentes. Les plantes enracinées se trouvent généralement dans les zones de courant ralenti où l'on trouve des sols à grain fin. Ces plantes enracinées sont flexibles, avec des feuilles allongées qui offrent une résistance minimale au courant.

Vivre dans l'eau courante peut être bénéfique pour les plantes et les algues car le courant est généralement bien aéré et fournit un apport continu de nutriments. Ces organismes sont limités par le débit, la lumière, la chimie de l'eau, le substrat et la pression de pâturage. Les algues et les plantes sont importantes pour les systèmes lotiques en tant que sources d'énergie, pour former des microhabitats qui abritent d'autres faunes des prédateurs et du courant, et en tant que ressource alimentaire.

Insectes et autres invertébrés

Jusqu'à 90 % des invertébrés de certains systèmes lotiques sont des insectes . Ces espèces présentent une grande diversité et peuvent être trouvées occupant presque tous les habitats disponibles, y compris les surfaces de pierres, profondément sous le substrat dans la zone hyporhéique , à la dérive dans le courant et dans le film de surface.

Les insectes ont développé plusieurs stratégies pour vivre dans les divers flux des systèmes lotiques. Certains évitent les zones à fort courant, habitant le substratum ou le côté abrité des rochers. D'autres ont des corps plats pour réduire les forces de traînée qu'ils subissent en vivant dans l'eau courante. Certains insectes, comme la punaise d'eau géante ( Belostomatidae ), évitent les inondations en quittant le cours d'eau lorsqu'ils détectent des précipitations. En plus de ces comportements et formes corporelles, les insectes ont différentes adaptations du cycle de vie pour faire face à la dureté physique naturelle des environnements des cours d'eau. Certains insectes planifient leurs événements de vie en fonction du moment où se produisent les inondations et les sécheresses. Par exemple, certaines éphémères se synchronisent lorsqu'elles émergent en tant qu'adultes volants avec le moment où les inondations causées par la fonte des neiges se produisent généralement dans les ruisseaux du Colorado. D'autres insectes n'ont pas de stade de vol et passent tout leur cycle de vie dans la rivière.

Comme la plupart des consommateurs primaires, les invertébrés lotiques dépendent souvent fortement du courant pour leur apporter de la nourriture et de l'oxygène. Les invertébrés sont importants en tant que consommateurs et proies dans les systèmes lotiques.

Les ordres communs d'insectes que l'on trouve dans les écosystèmes fluviaux comprennent les éphéméroptères (également appelés éphémères ), les trichoptères (également appelés phryganes ), les plécoptères (également connus sous le nom de phlébotomes , les diptères (également appelés véritables mouches ), certains types des coléoptères (également connus sous le nom de coléoptères ), des odonates (le groupe qui comprend la libellule et la demoiselle ) et certains types d' hémiptères (également connus sous le nom de véritables punaises).

D'autres taxons d' invertébrés communs aux eaux courantes comprennent les mollusques tels que les escargots , les patelles , les palourdes , les moules , ainsi que les crustacés comme les écrevisses , les amphipodes et les crabes .

Poissons et autres vertébrés

Les anguilles longues de Nouvelle-Zélande peuvent peser plus de 50 kilogrammes.

L' omble de fontaine est originaire des petits ruisseaux, ruisseaux, lacs et étangs de source.

Les poissons sont probablement les habitants les plus connus des systèmes lotiques. La capacité d'une espèce de poisson à vivre dans des eaux vives dépend de la vitesse à laquelle elle peut nager et de la durée pendant laquelle sa vitesse peut être maintenue. Cette capacité peut varier considérablement d'une espèce à l'autre et est liée à l'habitat dans lequel elle peut survivre. La nage continue dépense une énorme quantité d'énergie et, par conséquent, les poissons ne passent que de courtes périodes à plein courant. Au lieu de cela, les individus restent près du fond ou des berges, derrière des obstacles et à l'abri du courant, nageant dans le courant uniquement pour se nourrir ou changer d'emplacement. Certaines espèces se sont adaptées pour vivre uniquement sur le fond du système, ne s'aventurant jamais dans le courant d'eau libre. Ces poissons sont aplatis dorso-ventralement pour réduire la résistance à l'écoulement et ont souvent des yeux au-dessus de la tête pour observer ce qui se passe au-dessus d'eux. Certains ont également des barils sensoriels placés sous la tête pour aider à tester le substrat.

Les systèmes lotiques se connectent généralement les uns aux autres, formant un chemin vers l'océan (source → ruisseau → rivière → océan), et de nombreux poissons ont des cycles de vie qui nécessitent des étapes en eau douce et en eau salée. Les saumons , par exemple, sont des espèces anadromes qui naissent en eau douce mais passent la majeure partie de leur vie adulte dans l'océan, ne retournant en eau douce que pour frayer. Les anguilles sont des espèces catadromes qui font le contraire , vivant en eau douce à l'âge adulte mais migrant vers l'océan pour frayer.

Les autres taxons de vertébrés qui habitent les systèmes lotiques comprennent les amphibiens , tels que les salamandres , les reptiles (par exemple, les serpents, les tortues, les crocodiles et les alligators), diverses espèces d'oiseaux et les mammifères (par exemple, les loutres , les castors , les hippopotames et les dauphins de rivière ). À l'exception de quelques espèces, ces vertébrés ne sont pas liés à l'eau comme le sont les poissons et passent une partie de leur temps dans des habitats terrestres. De nombreuses espèces de poissons sont importantes en tant que consommateurs et proies pour les grands vertébrés mentionnés ci-dessus.

Dynamique de niveau trophique

Le concept de niveaux trophiques est utilisé dans les réseaux trophiques pour visualiser la manière dont l'énergie est transférée d'une partie d'un écosystème à une autre. Les niveaux trophiques peuvent se voir attribuer des nombres déterminant à quelle distance un organisme se trouve le long de la chaîne alimentaire .

1. Niveau un : Producteurs , organismes de type végétal qui génèrent leur propre nourriture à l'aide du rayonnement solaire, y compris les algues , le phytoplancton , les mousses et les lichens .
2. Niveau deux : consommateurs , organisme de type animal qui tire son énergie de la consommation de producteurs, tels que le zooplancton , les petits poissons et les crustacés .
3. Niveau trois : décomposeurs , organismes qui décomposent la matière morte des consommateurs et des producteurs et renvoient les nutriments au système. Des exemples sont les bactéries et les champignons .

Toutes les transactions énergétiques au sein d'un écosystème proviennent d'une seule source d'énergie externe, le soleil. Une partie de ce rayonnement solaire est utilisée par les producteurs (plantes) pour transformer des substances inorganiques en substances organiques qui peuvent être utilisées comme nourriture par les consommateurs (animaux). Les plantes libèrent des portions de cette énergie dans l'écosystème par le biais d'un processus catabolique . Les animaux consomment alors l'énergie potentielle libérée par les producteurs. Ce système est suivi de la mort de l'organisme consommateur qui retourne alors les nutriments dans l'écosystème. Cela permet une croissance supplémentaire pour les plantes, et le cycle continue. La décomposition des cycles en niveaux permet aux écologistes de mieux comprendre la succession écologique lorsqu'ils observent le transfert d'énergie au sein d'un système.

Effet descendant et ascendant

Les cours d'eau peuvent servir de vecteurs de dispersion pour la matière végétale et les invertébrés

Un problème courant avec la dynamique des niveaux trophiques est la façon dont les ressources et la production sont régulées. L'utilisation et l'interaction entre les ressources ont un impact important sur la structure des réseaux trophiques dans leur ensemble. La température joue un rôle dans les interactions du réseau trophique, y compris les forces descendantes et ascendantes au sein des communautés écologiques. Les régulations ascendantes au sein d'un réseau trophique se produisent lorsqu'une ressource disponible à la base ou au bas du réseau trophique augmente la productivité, qui monte ensuite dans la chaîne et influence la disponibilité de la biomasse pour les organismes trophiques supérieurs. Des réglementations descendantes se produisent lorsqu'une population de prédateurs augmente. Cela limite la population de proies disponibles, ce qui limite la disponibilité d'énergie pour les niveaux trophiques inférieurs de la chaîne alimentaire. De nombreux facteurs biotiques et abiotiques peuvent influencer les interactions descendantes et ascendantes.

Cascade trophique

Les cascades trophiques sont un autre exemple d'interactions du réseau trophique . La compréhension des cascades trophiques a permis aux écologistes de mieux comprendre la structure et la dynamique des réseaux trophiques au sein d'un écosystème. Le phénomène des cascades trophiques permet aux prédateurs clés de structurer l'ensemble du réseau trophique en termes d'interaction avec leurs proies. Les cascades trophiques peuvent provoquer des changements drastiques dans le flux d'énergie au sein d'un réseau trophique. Par exemple, lorsqu'un prédateur supérieur ou clé consomme des organismes situés en dessous d'eux dans le réseau trophique, la densité et le comportement de la proie changent. Ceci, à son tour, affecte l'abondance des organismes consommés plus loin dans la chaîne, entraînant une cascade vers les niveaux trophiques. Cependant, des preuves empiriques montrent que les cascades trophiques sont beaucoup plus répandues dans les réseaux trophiques terrestres que dans les réseaux trophiques aquatiques.

Chaîne alimentaire

Exemple de réseau trophique fluvial

Les bactéries peuvent être vues dans la case rouge en bas. Les bactéries (et d'autres décomposeurs, comme les vers) décomposent et recyclent les nutriments dans l'habitat, ce qui est indiqué par les flèches bleu clair. Sans bactéries, le reste du réseau trophique mourrait de faim, car il n'y aurait pas assez de nutriments pour les animaux situés plus haut dans le réseau trophique. Les flèches orange foncé montrent comment certains animaux en consomment d'autres dans le réseau trophique. Par exemple, les homards peuvent être mangés par les humains. Les flèches bleu foncé représentent une chaîne alimentaire complète , commençant par la consommation d' algues par la puce d'eau, Daphnia , qui est consommée par un petit poisson, qui est consommée par un poisson plus gros, qui est à la fin consommée par le grand héron. .

Une chaîne alimentaire est un système linéaire de liens qui fait partie d'un réseau trophique et représente l'ordre dans lequel les organismes sont consommés d'un niveau trophique au suivant. Chaque maillon d'une chaîne alimentaire est associé à un niveau trophique de l'écosystème. Les étapes numérotées qu'il faut pour que la source d'énergie initiale partant du bas pour atteindre le sommet du réseau trophique s'appelle la longueur de la chaîne alimentaire. Alors que la longueur de la chaîne alimentaire peut fluctuer, les écosystèmes aquatiques commencent par des producteurs primaires qui sont consommés par des consommateurs primaires qui sont consommés par des consommateurs secondaires, et ceux-ci peuvent à leur tour être consommés par des consommateurs tertiaires ainsi de suite jusqu'à ce que le sommet de la chaîne alimentaire soit atteint. parvenu.

Producteurs primaires

Les producteurs primaires démarrent chaque chaîne alimentaire. Leur production d'énergie et de nutriments provient du soleil grâce à la photosynthèse . Les algues contribuent à une grande partie de l'énergie et des nutriments à la base de la chaîne alimentaire, ainsi que la chute de litière terrestre qui pénètre dans le ruisseau ou la rivière . La production de composés organiques comme le carbone est ce qui est transféré dans la chaîne alimentaire. Les producteurs primaires sont consommés par les invertébrés herbivores qui agissent en tant que consommateurs primaires . La productivité de ces producteurs et la fonction de l'écosystème dans son ensemble sont influencées par l'organisme situé au-dessus de lui dans la chaîne alimentaire.

Consommateurs primaires

Les consommateurs primaires sont les invertébrés et les macro-invertébrés qui se nourrissent des producteurs primaires. Ils jouent un rôle important dans l'initiation du transfert d'énergie du niveau trophique de base au suivant. Ce sont des organismes régulateurs qui facilitent et contrôlent les taux de cycle des éléments nutritifs et le mélange des matières végétales aquatiques et terrestres. Ils transportent et conservent également certains de ces nutriments et matériaux. Il existe de nombreux groupes fonctionnels différents de ces invertébrés, y compris les brouteurs, les organismes qui se nourrissent du biofilm d' algues qui s'accumule sur les objets immergés, les broyeurs qui se nourrissent de grandes feuilles et de détritus et aident à décomposer les gros matériaux. Également filtreurs , macro-invertébrés qui dépendent du débit des cours d'eau pour leur délivrer de la matière organique en particules fines (FPOM) en suspension dans la colonne d'eau , et cueilleurs qui se nourrissent des FPOM trouvés sur le substrat de la rivière ou du ruisseau.

Consommateurs secondaires

Les consommateurs secondaires dans un écosystème fluvial sont les prédateurs des consommateurs primaires. Cela comprend principalement les poissons insectivores . La consommation par les insectes invertébrés et les macro-invertébrés est une autre étape du flux d'énergie dans la chaîne alimentaire. Selon leur abondance, ces consommateurs prédateurs peuvent façonner un écosystème par la manière dont ils affectent les niveaux trophiques en dessous d'eux. Lorsque les poissons sont abondants et mangent beaucoup d'invertébrés, la biomasse algale et la production primaire dans le cours d'eau sont plus importantes, et lorsque les consommateurs secondaires ne sont pas présents, la biomasse algale peut diminuer en raison de la forte abondance des consommateurs primaires. L'énergie et les nutriments qui commencent avec les producteurs primaires continuent de remonter la chaîne alimentaire et, selon l'écosystème, peuvent se terminer avec ces poissons prédateurs.

Complexité du réseau trophique

La diversité , la productivité , la richesse des espèces , la composition et la stabilité sont toutes interconnectées par une série de boucles de rétroaction. Les communautés peuvent avoir une série de réponses complexes, directes et/ou indirectes, aux changements majeurs de la biodiversité . Les réseaux trophiques peuvent inclure un large éventail de variables, les trois principales variables que les écologistes examinent en ce qui concerne les écosystèmes comprennent la richesse en espèces, la biomasse de productivité et la stabilité /résistance au changement. Lorsqu'une espèce est ajoutée ou supprimée d'un écosystème, elle aura un effet sur le réseau trophique restant, l'intensité de cet effet est liée à la connectivité des espèces et à la robustesse du réseau trophique. Lorsqu'une nouvelle espèce est ajoutée à un écosystème fluvial, l'intensité de l'effet est liée à la robustesse ou à la résistance au changement du réseau trophique actuel. Lorsqu'une espèce est retirée d'un écosystème fluvial, l'intensité de l'effet est liée à la connexion de l'espèce au réseau trophique. Une espèce envahissante pourrait être supprimée avec peu ou pas d'effet, mais si des producteurs primaires importants et indigènes, des proies ou des poissons prédateurs sont supprimés, vous pourriez avoir une cascade trophique négative . Une composante très variable des écosystèmes fluviaux est l'approvisionnement alimentaire ( biomasse des producteurs primaires ). L'approvisionnement alimentaire ou le type de producteurs change constamment avec les saisons et les différents habitats au sein de l'écosystème fluvial. Un autre élément très variable des écosystèmes fluviaux est l'apport de nutriments provenant des détritus des zones humides et terrestres . La variabilité de l'approvisionnement en nourriture et en nutriments est importante pour la succession , la robustesse et la connectivité des organismes de l'écosystème fluvial.

Relations trophiques

Apports énergétiques

Le potamot est une source d'énergie autochtone

Les sources d'énergie peuvent être autochtones ou allochtones.

• Les sources d'énergie autochtones (du latin "auto" = "self) sont celles dérivées du système lotique. Au cours de la photosynthèse , par exemple, les producteurs primaires forment des composés organiques de carbone à partir de dioxyde de carbone et de matière inorganique. L'énergie qu'ils produisent est importante pour la communauté car elle peut être transférée à des niveaux trophiques supérieurs via la consommation. De plus, des taux élevés de production primaire peuvent introduire de la matière organique dissoute (MOD) dans les eaux. Une autre forme d'énergie autochtone provient de la décomposition d'organismes morts et d'excréments qui proviennent de Dans ce cas, les bactéries décomposent les détritus ou les matières organiques particulaires grossières (CPOM ; morceaux > 1 mm) en fines particules de matière organique (FPOM ; morceaux < 1 mm) puis en composés inorganiques nécessaires à la photosynthèse. Ce processus est discuté plus en détail ci-dessous.

La litière de feuilles est une source d'énergie allochtone

• Les sources d'énergie allochtones sont celles qui proviennent de l'extérieur du système lotique, c'est-à-dire de l'environnement terrestre. Les feuilles, les brindilles, les fruits, etc. sont des formes typiques de CPOM terrestres qui sont entrés dans l'eau par chute directe de litière ou par soufflage latéral de feuilles. De plus, les matières dérivées d'animaux terrestres, telles que les excréments ou les carcasses qui ont été ajoutées au système sont des exemples de CPOM allochtones. Le CPOM subit un processus spécifique de dégradation. Allan donne l'exemple d'une feuille tombée dans un ruisseau. Premièrement, les produits chimiques solubles sont dissous et lessivés de la feuille lors de sa saturation en eau. Cela ajoute à la charge DOM dans le système. Ensuite, des microbes tels que des bactéries et des champignons colonisent la feuille, la ramollissant au fur et à mesure que le mycélium du champignon s'y développe. La composition de la communauté microbienne est influencée par l'espèce d'arbre dont les feuilles tombent (Rubbo et Kiesecker 2004). Cette combinaison de bactéries, de champignons et de feuilles est une source de nourriture pour le broyage des invertébrés , qui ne laissent que du FPOM après consommation. Ces fines particules peuvent être à nouveau colonisées par des microbes ou servir de source de nourriture pour les animaux qui consomment du FPOM. La matière organique peut également pénétrer dans le système lotique déjà au stade FPOM par le vent, le ruissellement de surface , l' érosion des berges ou les eaux souterraines . De même, la MOM peut être introduite par l' égouttement de la canopée provenant de la pluie ou des écoulements de surface.

Invertébrés

Les invertébrés peuvent être organisés en plusieurs guildes d'alimentation dans les systèmes lotiques. Certaines espèces sont des broyeurs, qui utilisent des pièces buccales larges et puissantes pour se nourrir de CPOM non ligneux et de leurs micro-organismes associés. D'autres sont des suspensivores , qui utilisent leurs soies , des aparati filtrants, des filets ou même des sécrétions pour collecter les FPOM et les microbes de l'eau. Ces espèces peuvent être des collecteurs passifs, utilisant le flux naturel du système, ou elles peuvent générer leur propre courant pour puiser de l'eau, ainsi que le FPOM à Allan. Les membres de la guilde des cueilleurs-collecteurs recherchent activement le FPOM sous les rochers et dans d'autres endroits où le débit du cours d'eau s'est suffisamment ralenti pour permettre le dépôt. Les invertébrés brouteurs utilisent des adaptations de grattage, de râpage et de broutage pour se nourrir de périphyton et de détritus . Enfin, plusieurs familles sont prédatrices, capturant et consommant des proies animales. Le nombre d'espèces et l'abondance des individus au sein de chaque guilde dépendent en grande partie de la disponibilité de la nourriture. Ainsi, ces valeurs peuvent varier selon les saisons et les systèmes.

Poisson

Les poissons peuvent également être placés dans des guildes nourricières . Les planctonophages prélèvent le plancton dans la colonne d'eau . Herbivore - les détritivores sont des espèces se nourrissant de fond qui ingèrent à la fois du périphyton et des détritus sans discernement. Les mangeoires de surface et de colonne d'eau capturent les proies de surface (principalement des insectes terrestres et émergents) et la dérive ( invertébrés benthiques flottant en aval). Les mangeurs d'invertébrés benthiques se nourrissent principalement d'insectes immatures, mais consomment également d'autres invertébrés benthiques. Les grands prédateurs consomment des poissons et/ou de gros invertébrés. Les omnivores ingèrent un large éventail de proies. Ceux-ci peuvent être de nature florale , faunique et/ou détritique. Enfin, les parasites vivent d'espèces hôtes, généralement d'autres poissons. Les poissons sont flexibles dans leurs rôles d'alimentation, capturant différentes proies en fonction de la disponibilité saisonnière et de leur propre stade de développement. Ainsi, ils peuvent occuper plusieurs guildes d'alimentation au cours de leur vie. Le nombre d'espèces dans chaque guilde peut varier considérablement d'un système à l'autre, les cours d'eau tempérés chauds ayant les plus grands nourrisseurs d'invertébrés benthiques et les systèmes tropicaux ayant un grand nombre de nourrisseurs de détritus en raison des taux élevés d'apport allochtone.

Modèles communautaires et diversité

Chutes d'Iguazu - un environnement lotique extrême

Beaver Run - un environnement lotique placide

Richesse des espèces locales

Les grandes rivières ont comparativement plus d'espèces que les petits cours d'eau. Beaucoup associent cette tendance à la plus grande superficie et au volume de systèmes plus vastes, ainsi qu'à une augmentation de la diversité des habitats. Certains systèmes, cependant, montrent une mauvaise adéquation entre la taille du système et la richesse en espèces . Dans ces cas, une combinaison de facteurs tels que les taux historiques de spéciation et d' extinction , le type de substrat , la disponibilité du microhabitat , la chimie de l'eau, la température et les perturbations telles que les inondations semblent être importantes.

Partitionnement des ressources

Bien que de nombreuses théories alternatives aient été postulées pour la capacité des compagnons de guilde à coexister (voir Morin 1999), le partitionnement des ressources a été bien documenté dans les systèmes lotiques comme moyen de réduire la concurrence. Les trois principaux types de répartition des ressources comprennent l'habitat, l'alimentation et la ségrégation temporelle.

La ségrégation de l'habitat s'est avérée être le type de partage des ressources le plus courant dans les systèmes naturels (Schoener, 1974). Dans les systèmes lotiques, les microhabitats offrent un niveau de complexité physique qui peut accueillir un large éventail d'organismes (Vincin et Hawknis, 1998). La séparation des espèces par les préférences de substrat a été bien documentée pour les invertébrés. Ward (1992) a pu diviser les habitants du substrat en six grands assemblages, y compris ceux qui vivent dans : substrat grossier, gravier, sable, boue, débris ligneux et ceux associés aux plantes, montrant une couche de ségrégation. À plus petite échelle, une autre partition de l'habitat peut se produire sur ou autour d'un seul substrat, comme un morceau de gravier. Certains invertébrés préfèrent les zones à haut débit sur le dessus exposé du gravier, tandis que d'autres résident dans les crevasses entre un morceau de gravier et le suivant, tandis que d'autres vivent au fond de ce morceau de gravier.

La ségrégation alimentaire est le deuxième type le plus courant de partitionnement des ressources. Des degrés élevés de spécialisations morphologiques ou de différences comportementales permettent aux organismes d'utiliser des ressources spécifiques. La taille des filets construits par certaines espèces d'invertébrés suspensivores , par exemple, peut filtrer différentes tailles de particules de FPOM de l'eau (Edington et al. 1984). De même, les membres de la guilde des pâturages peuvent se spécialiser dans la récolte d'algues ou de détritus en fonction de la morphologie de leur appareil de raclage. De plus, certaines espèces semblent montrer une préférence pour des espèces d'algues spécifiques.

La ségrégation temporelle est une forme moins courante de partitionnement des ressources, mais c'est néanmoins un phénomène observé. En règle générale, il explique la coexistence en la reliant aux différences dans les modèles d'histoire de vie et au moment de la croissance maximale parmi les compagnons de guilde. Les poissons tropicaux de Bornéo , par exemple, sont passés à des durées de vie plus courtes en réponse à la réduction de la niche écologique ressentie avec l'augmentation des niveaux de richesse spécifique dans leur écosystème (Watson et Balon 1984).

Persistance et succession

Sur de longues échelles de temps, la composition des espèces dans les systèmes vierges a tendance à rester dans un état stable. Cela a été trouvé pour les espèces d'invertébrés et de poissons. À des échelles de temps plus courtes, cependant, la variabilité du débit et les régimes de précipitations inhabituels diminuent la stabilité de l'habitat et peuvent tous entraîner une baisse des niveaux de persistance. La capacité de maintenir cette persistance sur de longues échelles de temps est liée à la capacité des systèmes lotiques à revenir à la configuration communautaire d'origine relativement rapidement après une perturbation (Townsend et al. 1987). Ceci est un exemple de succession temporelle, un changement spécifique à un site dans une communauté impliquant des changements dans la composition des espèces au fil du temps. Une autre forme de succession temporelle peut se produire lorsqu'un nouvel habitat est ouvert à la colonisation . Dans ces cas, une toute nouvelle communauté bien adaptée aux conditions de cette nouvelle zone peut s'établir.

Concept de continuum fluvial

↑ Ruisseau sinueux à Waitomo , Nouvelle-Zélande

↑ Rivière Gryffe en Ecosse

↑ Ruisseau rocheux à Hawaï

Le concept de continuum fluvial (RCC) était une tentative de construire un cadre unique pour décrire la fonction des écosystèmes lotiques tempérés depuis les sources jusqu'aux plus grandes rivières et relier les caractéristiques clés aux changements dans la communauté biotique (Vannote et al. 1980). La base physique du RCC est la taille et l'emplacement le long de la pente d'un petit cours d'eau éventuellement relié à une grande rivière. L'ordre des cours d'eau (voir caractéristiques des cours d'eau ) est utilisé comme mesure physique de la position le long du RCC.

Selon le RCC, les sites peu ordonnés sont de petits ruisseaux ombragés où les apports allochtones de CPOM sont une ressource nécessaire pour les consommateurs. Au fur et à mesure que la rivière s'élargit sur des sites de moyenne importance, les apports énergétiques devraient changer. Une lumière solaire abondante devrait atteindre le fond de ces systèmes pour soutenir une production importante de périphyton. De plus, le traitement biologique des entrées de CPOM (matière organique particulaire grossière - supérieure à 1 mm) sur les sites en amont devrait entraîner le transport de grandes quantités de FPOM (matière organique particulaire fine - inférieure à 1 mm) vers ces écosystèmes en aval. Les plantes devraient devenir plus abondantes sur les bords de la rivière avec l'augmentation de la taille de la rivière, en particulier dans les rivières de plaine où des sédiments plus fins se sont déposés et facilitent l'enracinement. Les canaux principaux ont probablement trop de courant et de turbidité et un manque de substrat pour soutenir les plantes ou le périphyton. Le phytoplancton devrait produire les seuls apports autochtones ici, mais les taux de photosynthèse seront limités en raison de la turbidité et du mélange. Ainsi, les apports allochtones devraient être la principale source d'énergie pour les grands fleuves. Ce FPOM proviendra à la fois des sites amont via le processus de décomposition et via les apports latéraux des plaines inondables.

Le biote devrait changer avec ce changement d'énergie des sources à l'embouchure de ces systèmes. À savoir, les broyeurs devraient prospérer dans les systèmes peu ordonnés et les brouteurs dans les sites moyennement ordonnés. La décomposition microbienne devrait jouer le rôle le plus important dans la production d'énergie pour les sites peu ordonnés et les grandes rivières, tandis que la photosynthèse, en plus des apports allochtones dégradés en amont, sera essentielle dans les systèmes d'ordre moyen. Comme les sites d'ordre moyen recevront théoriquement la plus grande variété d'apports énergétiques, on pourrait s'attendre à ce qu'ils abritent la plus grande diversité biologique (Vannote et al. 1980).

On ne sait pas exactement dans quelle mesure le RCC reflète réellement les modèles dans les systèmes naturels et sa généralité peut être un handicap lorsqu'il est appliqué à des situations diverses et spécifiques. Les critiques les plus notées du RCC sont : 1. Il se concentre principalement sur les macroinvertébrés , sans tenir compte du fait que la diversité du plancton et des poissons est la plus élevée dans les ordres élevés ; 2. Elle repose fortement sur le fait que les sites peu ordonnés ont des entrées CPOM élevées, même si de nombreux cours d'eau manquent d' habitats riverains ; 3. Il est basé sur des systèmes vierges, qui existent rarement aujourd'hui ; et 4. Il est centré sur le fonctionnement des cours d'eau tempérés. Malgré ses lacunes, le RCC reste une idée utile pour décrire comment les modèles de fonctions écologiques dans un système lotique peuvent varier de la source à la bouche.

Les perturbations telles que la congestion causée par les barrages ou les événements naturels tels que les inondations des rives ne sont pas inclus dans le modèle RCC. Divers chercheurs ont depuis élargi le modèle pour tenir compte de ces irrégularités. Par exemple, JV Ward et JA Stanford ont proposé le Serial Discontinuity Concept en 1983, qui traite de l'impact des troubles géomorphologiques tels que la congestion et les afflux intégrés. Les mêmes auteurs ont présenté le concept de corridor hyporhéique en 1993, dans lequel la complexité structurelle verticale (en profondeur) et latérale (de rive à rive) de la rivière était connectée. Le concept d'impulsion de crue , développé par WJ Junk en 1989, encore modifié par PB Bayley en 1990 et K. Tockner en 2000, prend en compte la grande quantité de nutriments et de matières organiques qui pénètrent dans une rivière à partir des sédiments des eaux environnantes inondées. terre.

Impacts humains

Influences anthropiques sur les systèmes fluviaux Les 
exemples proviennent principalement de milieux avec une influence technologique modeste, en particulier dans la période d'environ 10 000 à 4 000 cal an BP

Les humains exercent une force géomorphique qui rivalise maintenant avec celle de la Terre naturelle. La période de domination humaine a été appelée Anthropocène et plusieurs dates ont été proposées pour son apparition. De nombreux chercheurs ont souligné les changements dramatiques associés à la révolution industrielle en Europe après environ 1750 CE (ère commune) et la grande accélération de la technologie vers 1950 CE.

Cependant, une empreinte humaine détectable sur l'environnement remonte à des milliers d'années, et l'accent mis sur les changements récents minimise l'énorme transformation du paysage causée par l'homme dans l'Antiquité. Les effets humains antérieurs importants avec des conséquences environnementales significatives incluent les extinctions de la mégafaune entre 14 000 et 10 500 cal an BP ; domestication de plantes et d' animaux près du début de l' Holocène à 11 700 cal an BP ; pratiques agricoles et déforestation entre 10 000 et 5 000 cal an BP ; et génération généralisée de sols anthropiques à environ 2000 ans cal. BP. Les principales preuves de l'activité anthropique précoce sont encodées dans les premières successions fluviales , bien antérieures aux effets anthropiques qui se sont intensifiés au cours des siècles passés et ont conduit à la crise fluviale mondiale moderne.

la pollution

La pollution des rivières peut inclure, sans s'y limiter : l'augmentation des exportations de sédiments, l'excès de nutriments provenant des engrais ou du ruissellement urbain, les eaux usées et les intrants septiques, la pollution plastique , les nanoparticules, les produits pharmaceutiques et de soins personnels, les produits chimiques synthétiques, le sel de voirie, les contaminants inorganiques (p. , métaux lourds), voire de la chaleur via les pollutions thermiques. Les effets de la pollution dépendent souvent du contexte et du matériau, mais peuvent réduire le fonctionnement de l'écosystème , limiter les services écosystémiques , réduire la biodiversité des cours d'eau et avoir un impact sur la santé humaine.

Les sources de polluants des systèmes lotiques sont difficiles à contrôler car elles peuvent dériver, souvent en petites quantités, sur une très vaste zone et pénétrer dans le système à de nombreux endroits le long de sa longueur. Alors que la pollution directe des systèmes lotiques a été considérablement réduite aux États-Unis en vertu de la Clean Water Act du gouvernement , les contaminants provenant de sources diffuses non ponctuelles restent un problème important. Les champs agricoles fournissent souvent de grandes quantités de sédiments, de nutriments et de produits chimiques aux ruisseaux et aux rivières avoisinants. Les zones urbaines et résidentielles peuvent également s'ajouter à cette pollution lorsque des contaminants s'accumulent sur des surfaces imperméables telles que les routes et les stationnements qui s'écoulent ensuite dans le système. Des concentrations élevées de nutriments, en particulier d'azote et de phosphore, qui sont des composants clés des engrais, peuvent augmenter la croissance du périphyton, ce qui peut être particulièrement dangereux dans les cours d'eau lents. Un autre polluant, les pluies acides , se forme à partir du dioxyde de soufre et du protoxyde d'azote émis par les usines et les centrales électriques. Ces substances se dissolvent facilement dans l'humidité atmosphérique et pénètrent dans les systèmes lotiques par précipitation. Cela peut abaisser le pH de ces sites, affectant tous les niveaux trophiques, des algues aux vertébrés. La richesse moyenne des espèces et le nombre total d'espèces au sein d'un système diminuent avec la diminution du pH.

Modification du débit

Un barrage sur la rivière Calder , West Yorkshire

La modification du débit peut se produire en raison des barrages , de la régulation et de l'extraction de l'eau, de la modification du canal et de la destruction de la plaine inondable de la rivière et des zones riveraines adjacentes.

Les barrages modifient le débit, la température et le régime sédimentaire des systèmes lotiques. De plus, de nombreuses rivières sont endiguées à plusieurs endroits, ce qui amplifie l'impact. Les barrages peuvent améliorer la clarté et réduire la variabilité du débit des cours d'eau, ce qui entraîne à son tour une augmentation de l' abondance du périphyton . \Les invertébrés situés immédiatement en aval d'un barrage peuvent présenter des réductions de la richesse en espèces en raison d'une réduction globale de l'hétérogénéité de l'habitat. En outre, les changements thermiques peuvent affecter le développement des insectes, avec des températures hivernales anormalement chaudes obscurcissant les signaux pour briser la diapause des œufs et des températures estivales trop fraîches laissant trop peu de jours acceptables pour terminer la croissance. Enfin, les barrages fragmentent les systèmes fluviaux, isolant des populations auparavant continues et empêchant les migrations d' espèces anadromes et catadromes .

Les espèces envahissantes

Des espèces envahissantes ont été introduites dans les systèmes lotiques à la fois par des événements intentionnels (par exemple, des espèces de gibier et d'alimentation) ainsi que par des événements non intentionnels (par exemple, des auto-stoppeurs sur des bateaux ou des échassiers de pêche). Ces organismes peuvent affecter les indigènes via la compétition pour les proies ou l'habitat, la prédation, la modification de l'habitat, l'hybridation ou l'introduction de maladies et de parasites nuisibles. Une fois établies, ces espèces peuvent être difficiles à contrôler ou à éradiquer, notamment en raison de la connectivité des systèmes lotiques. Les espèces envahissantes peuvent être particulièrement nocives dans les zones où le biote est en danger , comme les moules dans le sud-est des États-Unis, ou celles qui ont des espèces endémiques localisées , comme les systèmes lotiques à l'ouest des montagnes Rocheuses, où de nombreuses espèces ont évolué de manière isolée.

Voir également

 Portail de l'écologie

Les références

Lectures complémentaires

Liens externes

• Données de débit en temps réel de l'USGS pour les systèmes jaugés à l'échelle nationale