Marie-Line Merg, Sébastien Brosse, Jérôme Belliard, Laurent Valette, Philippe Usseglio-Polatera, Karl Kreutzenberger, André Chandesris, Samuel Dembski, Aurèle Toussaint, Yorick Reyjol, Olivier Dézerald, Cédric P. Mondy, Écologie et santé des écosystèmes (ESE), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Terre et Environnement de Lorraine (OTELo), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Office français de la biodiversité (OFB), pôle OFB-INRAE- Agrocampus Ouest-UPPA pour la gestion des migrateurs amphihalins dans leur environnement, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Office français de la biodiversité (OFB), Patrimoine naturel (PatriNat), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Office français de la biodiversité (OFB), Riverly (Riverly), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Evolution et Diversité Biologique (EDB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institute of Ecology and Earth Sciences [Tartu], University of Tartu, Hydrosystèmes continentaux anthropisés : ressources, risques, restauration (UR HYCAR), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Pôle OFB-INRAE- Agrocampus Ouest-UPPA pour la gestion des migrateurs amphihalins dans leur environnement, AGROCAMPUS OUEST-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Office français de la biodiversité (OFB), RiverLy - Fonctionnement des hydrosystèmes (RiverLy), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Office Francais de la Biodiversite, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Terre et Environnement de Lorraine (OTELo), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
International audience; In the context of increasing pressure on water bodies, many fish-based indices have been developed to evaluate the ecological status of rivers. However, most of these indices suffer from several limitations, which hamper the capacity of water managers to select the most appropriate measures of restoration. Those limitations include: (i) being dependent on reference conditions, (ii) not satisfactorily handling complex and non-linear biological responses to pressure gradients, and (iii) being unable to identify specific risks of stream degradation in a multi-pressure context. To tackle those issues, we developed a diagnosis-based approach using Random Forest models to predict the impairment probabilities of river fish communities by 28 pressure categories (chemical, hydromorphological and biological). In addition, the database includes the abundances of 72 fish species collected from 1527 sites in France, sampled between 2005 and 2015; and fish taxonomic and biological information. Twenty random forest models provided at least good performances when evaluating impairment probabilities of fish communities by those pressures. The best performing models indicated that fish communities were impacted, on average, by 7.34 ± 0.03 abiotic pressure categories (mean ± SE), and that hydromorphological alterations (5.27 ± 0.02) were more often detected than chemical ones (2.06 ± 0.02). These models showed that alterations in longitudinal continuity, and contaminations by Polycyclic Aromatic Hydrocarbons were respectively the most frequent hydromorphological and chemical pressure categories in French rivers. This approach has also efficiently detected the functional impact of invasive alien species. Identifying and ranking the impacts of multiple anthropogenic pressures that trigger functional shifts in river biological communities is essential for managers to prioritize actions and to implement appropriate restoration programmes. Actually implemented in an R package, this approach has the capacity to detect a variety of impairments, resulting in an efficient assessment of ecological risks across various spatial and temporal scales.