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International audience; Ecohydrology is a growing field of science that aims to quantify the interplay between water as a nutrient carrier and bio-assimilation processes (Zalewski 2001). Its basic assumption relies on the fact that water pollution can be processed efficiently by biota along the water pathways by regulating abiotic and biotic controlling factors at key locations. The most important feature to design the so called dual regulation is the non linear time response of biota to controlling factors. Biota refer either to aquatic vegetation or micro-organisms. We here develop a method to analyze and model the response dynamic of biota to abiotic factors evolution at a reach scale. In a first step a natural growing function is fitted to observed biotic data. Then residues to this model are processed in a second step with a memory analysis technique that helps to identify key abiotic factors. In a third step, a dynamic model is build by combining the natural growth functionl with its abiotic controlling factors. Model is then run at a daily time step. Data come from a reach of the river Dordogne. Reach was 250 m long and 100 m wide. Vegetation species and abundance, water level, velocity and temperature were sampled during five years several times a year. Most abundant taxonomic groups of aquatic macrophytes in our samplings were phanerogams and algae. The good model fitting over years with observed data confirms the mixing methodology of biotic and abiotic factors can serve the dynamic process analysis. An equivalent N uptake function is then processes considering the macrophyte biomass. Memory analysis results indicate that Phanerogam are mainly linked to water temperature and water depth variations that occurred in the past 10 days but also depend on a seasonal time scale. Algae variations are closely linked to the antecedent day(s) variations in flow velocity. First conclusions are drawn on the methodology and a discussion is open on controlling factors of the nitrogen uptake that would be regulated to increase the yearly overall natural N uptake at the reach scale.

The Dordogne river basin is drained by eutrophic waters resulting from the intensive agricultural exploitation of its lands. It flows slowly during the low water season. A small bottom gradient exists in its alluvial flat land. The development of macrophytes may be observed from year to year in the river. This process may reduce the amount of nutrients in the water, which can impair the natural aquatic ecosystem and also limit other water services like boating or fishing. The dynamic process of growth and expansion seems to depend mainly on physical determinants, when nutrients are not a limiting factor. Therefore, can the physical determinants be managed in order to control macrophyte development? A multidisciplinary research program implemented in France attempted to quantify, on one hand, the impact of the history of flow conditions on the life cycle of macrophytes and, on the other, the impact of macrophytes on flow resistance.; La présentation reprend les résultats des travaux et mesures réalisés dans le cadre d'une action MAITRISE. Il s'agit d'évaluer le rôle de la végétation sur les hauteurs et vitesses de l'eau et d'évaluer les variables hydrologiques de contrôle de la croissance de cette végétation.

Aquatic macrophytes are a functional group of hydrosystems with numerous ecological rules. Large rivers are ecosystems often impacted by human activity and present strong physical constraints. However, large rivers have been little studied. The principal aim of this study is to analyse the determinism of the macrophytes communities with a multi-scale approach (different space and time scales) in eight sites on the rivers Dordogne and Garonne. Ranunculus fluitans communities are similar in the two rivers and are characteristic of meso-eutrophic and running waters. Physical parameters (depth, substratum, water velocity) represent the principal factors affecting the floristic composition and the abundance of the macrophytes at the station scale as well as at the local scale. Compared with small rivers, chemical parameters only have little influence. The hydrological factors are especially structuring at the different temporal scales. Floods are the major source of disturbances and their impacts are often observed during several years. We showed the complex interactions between plants and flow. The macrophytes especially modify the water heights and velocities. Using a biological growth model (Gompertz model) associated with the hydrological constraints we proposed the bases of a dynamic model of growth for the aquatic macrophyte communities in large river. This thesis allowed us to improve knowledge on the functioning of plant communities in large rivers and to evaluate the implication of these results for surveying and sampling macrophytes in large rivers especially when applying the Macrophyte Biological Index for Rivers., Les macrophytes aquatiques représentent un compartiment fonctionnel des hydrosystèmes, aux rôles écologiques multiples. Néanmoins, les grands cours d'eau, écosystèmes souvent très impactés et aux fortes contraintes physiques, n'ont été que peu étudiés. L'objectif de ce travail est donc d'établir le détermisme à différentes échelles de temps et d'espace des peuplements végétaux, à partir de l'étude de huit sites sur la Dordogne et la Garonne. Les communautés à Ranunculus fluitans des deux cours d'eau sont relativement semblables et caractéristiques de milieux méso-eutrophes courants. Les contraintes physiques apparaissent prépondérantes pour la composition floristique et la répartition des macrophytes, à l'échelle du tronçon comme à l'échelle locale. En comparaison avec de petits systèmes, la trophie du cours d'eau ne joue un rôle que très secondaire. Les facteurs hydrologiques s'avèrent également déterminants aux différentes échelles de temps considérées. Les crues représentent la source principale de perturbations avec des répercussions pluri-annuelles. Il existe des intéractions plantes-écoulements complexes. Les plantes aquatiques agissent en particulier sur les écoulements, en modifiant les hauteurs d'eau et les vitesses de courant. Enfin, l'utilisation d'un modèle biologique simple associé aux contraintes physiques du milieu, a permis de poser les bases d'un modèle dynamique de croissance des macrophytes aquatiques en grand cours d'eau. En améliorant les connaissances sur le fonctionnement des phytocénoses en grands cours d'eau, ces résultats ouvrent également des perspectives en termes d'application de l'Indice Biologique Macrophytique en Rivière dans ces milieux.

Evaluer la qualité de l'hydrosystème par la végétation aquatique. De l'approche fonctionnelle à l'Indice Biologique Macrophytique en Rivière et son application en grands cours d'eau.. Journée CETMEF-MEDD. Suivi Environnemental des aménagements et travaux maritimes et fluviaux

Application de l'Indice Biologique Macrophytique en Rivière (IBMR) : cas des grands cours d'eau rapides. - Premiers résultats sur la Dordogne et la Garonne 200-2005.. 6. Conférence Internationale des Limnologues et Océanographes. Ecologie Aquatique et Directive Cadre Européenne sur l'Eau.

Les macrophytes aquatiques jouent des rôles importants dans les cours d'eau en tant que producteurs primaires ou encore en tant qu'habitats pour de nombreux autres organismes de la flore et de la faune. Ils permettent également d'estimer la qualité des rivières grâce à l'Indice Biologique Macrophytes en Rivières (I.B.M.R. NF T90-395PR). Dans les zones aval des cours d'eau, la distribution de ces macrophytes semble essentiellement déterminée par les facteurs physiques du milieu comme la profondeur, les vitesses de courant, la turbidité. Cependant, des discontinuités naturelles (confluences) et surtout d'origine anthropique (comme les barrages) perturbent fortement ces paramètres physiques et donc également la dynamique de la végétation aquatique. Dans le cadre du programme ECOBAG mené depuis 2000 au Cemagref, huit stations ont été choisies sur deux cours d'eau du Sud-ouest de la France (Dordogne et Garonne). Placées de part et d'autre des discontinuités étudiées, elles sont régulièrement échantillonnées de manière à mettre en relation la dynamique des peuplements de macrophytes avec les conditions physiques du milieu. Des corrélations peuvent déjà être mises en évidence entre ces développements végétaux et la variabilité interannuelle de certains paramètres de fonctionnement, comme par exemple la chronique des écoulements et l'intensité des crues. L'amélioration des connaissances sur la causalité de ces développements de macrophytes aquatiques devrait permettre de préciser les modalités de la gestion de ces organismes partiellement garants de la qualité écologique des cours d'eau.

Le programme a pour objectif de comprendre les relations générales entre les caractéristiques, essentiellement physiques, de l'habitat et les peuplements de macrophytes ; ceci, de manière à évaluer les effets de discontinuités du cours d'eau, tels des aménagements humains comme les barrages.

Les macrophytes sont un compartiment biologique fonctionnel important dans les milieux aquatiques. Producteurs primaires et habitats pour de nombreux groupes d'organismes, ils sont également utilisés pour estimer la qualité des rivières à travers l`indice biologique macrophytique en rivière (IBMR). Dans les zones aval des cours d`eau, la distribution de ces macrophytes semble principalement déterminée par les facteurs physiques du milieu (écoulement, substrat, profondeur, turbidité~). Cependant, des discontinuités naturelles (confluences) et surtout d`origine anthropique (obstacles hydrauliques tels que les barrages) influent fortement sur ces paramètres physiques et donc également sur la dynamique de la végétation aquatique. Dans le cadre du programme ECOBAG mené depuis 2000, huitstations placées en amont et en aval de quatre discontinuités étudiées, ont été choisies sur deux cours d`eau du Sud-Ouest de la France (Dordogne et Garonne). Sur ces sites, les macrophytes sont échantillonnés régulièrement durant la période estivale. Les premiers résultats illustrent les corrélations existant entre le développement des macrophytes et les paramètres physiques, et permettent de présenter quelques tendances écologiques. / Macrophytes are an important functional group of rivers. They are primary producers such as habitats for many organisms. They are also used to assess running water quality through the Macrophyte Biological Index for Rivers (I.B.M.R.). In rivers downstream areas, macrophytes distribution seem to be more likely determined by physical factors (out-flows, substrates, depth, turbidity~). Natural discontinuities (confluence) but especially artificial ones (such as dams) can greatly influence these physical parameters and then the aquatic vegetation. As part of the ECOBAG program, started in 2000 in the Cemagref, eight study sites, located upstream and downstream to discontinuities, were chosen in two rivers of South West of France (Dordogne and Garonne). Macrophytes are regularly sampled on these sites during summer. First results illustrate interrelations between macrophytes development and physical parameters and allow us to present some ecological trends.

Macrophytes are a functional group of rivers and are used to assess running water quality through the Macrophyte Biological Index for Rivers (I.B.M.R.). In rivers downstream areas, macrophytes distribution seem to be more likely determined by physical factors (out-flows, substrates, depth, turbidity...). Natural discontinuities (confluence) but especially artificial ones (dams) can greatly disturb these physical parameters and then the aquatic vegetation. As part of the ECOBAG program, started in 2000 in the Cemagref, eight study sites, located upstream and downstream to discontinuities, were chosen in two rivers of South West of France (Dordogne and Garonne). Macrophytes are regularly sampled on these sites during summer. First results illustrate interrelations between macrophytes development and physical parameters and allow us to present some trends., Les macrophytes sont un compartiment biologique fonctionnel des cours d'eau et permettent d'estimer la qualité des rivières à travers l'Indice Biologique Macrophytique en Rivière (I.B.M.R.). Dans les zones aval des cours d'eau, la distribution de ces macrophytes semble principalement déterminée par les facteurs physiques du milieu (écoulement, substrat, profondeur, turbidité...). Cependant, des discontinuités naturelles (confluences) et surtout d'origine anthropique (barrages) perturbent fortement ces paramètres physiques et donc également la dynamique de la végétation aquatique. Dans le cadre du programme ECOBAG mené depuis 2000, huit stations placées en amont et en aval des discontinuités étudiées, ont été choisies sur deux cours d'eau du Sud-ouest de la France (Dordogne et Garonne). Sur ces sites, les macrophytes sont échantillonnés régulièrement durant la période estivale. Les premiers résultats illustrent les corrélations existant entre le développement des macrophytes et les paramètres physiques, et permettent de présenter quelques tendances.