Meroplanktic phytoplankton play a crucial role in responding to peak discharge events in the middle lowland section of the Loire River (France)
Résumé
Meteorological and hydrological forcings influence phytoplankton at very short time scales. The effect of turbulence, dilution, light and nutrients are highly dynamic. Yet, our knowledge of short-term phytoplankton dynamics associated with discharge disturbances and nutrient inputs remains elusive, especially in large rivers. Based on every three-day monitoring, we studied phytoplankton in the middle Loire River (France) and related to the daily variations in water discharge and the physical and chemical parameters. We focused on summer phytoplankton (2013 and 2014), where dissolved inorganic phosphorus concentration was potentially limiting growth. We identified eight discharge events, which increased suspended matter concentration and decreased chlorophyll-a concentration. The most significant environmental drivers of phytoplankton composition were discharge and water temperature, a sensitive proxy for meteorological forcing at short-time scale. The phytoplankton composition responded to changes in hydrology along with three distinct assemblage types, where even small water discharge increase induced a community response. Meroplanktic algae being able to withstand sedimentation and resuspension could take advantage of hydrological peaks, following the benthic retention hypothesis. Our results suggest that short-term dynamics are crucial to understanding community organisation and functioning in large river plankton, with meroplankton playing a decisive role in maintaining phytoplankton diversity and ecosystem functioning.
Les forçages météorologiques et hydrologiques influencent le phytoplancton à très court terme. Les effets de la turbulence, de la dilution, de la lumière et des nutriments sont très dynamiques. Pourtant, notre connaissance de la dynamique à court terme du phytoplancton associée aux perturbations du débit et aux apports de nutriments reste difficile à cerner, en particulier dans les grandes rivières. Sur la base d'un suivi tous les trois jours, nous avons étudié le phytoplancton dans le cours moyen de la Loire (France) et l'avons mis en relation avec les variations quotidiennes du débit d'eau et des paramètres physiques et chimiques. Nous nous sommes concentrés sur le phytoplancton estival (2013 et 2014), où la concentration en phosphore inorganique dissous limitait potentiellement la croissance. Nous avons identifié huit événements de décharge, qui ont augmenté la concentration de matières en suspension et diminué la concentration de chlorophylle-a. Les facteurs environnementaux les plus significatifs de la composition du phytoplancton étaient le débit et la température de l'eau, un indicateur sensible du forçage météorologique à court terme. La composition du phytoplancton a réagi aux changements hydrologiques selon trois types d'assemblages distincts, où même une faible augmentation du débit d'eau a induit une réponse de la communauté. Les algues méroplantiques, capables de résister à la sédimentation et à la remise en suspension, pourraient tirer parti des pics hydrologiques, conformément à l'hypothèse de la rétention benthique. Nos résultats suggèrent que la dynamique à court terme est cruciale pour comprendre l'organisation et le fonctionnement des communautés dans le plancton des grandes rivières, le méroplancton jouant un rôle décisif dans le maintien de la biodiversité.
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