Study of the dissolved organic matter (DOM) of the Auzon cut-off meander (Allier River, France) by spectral and photoreactivity approaches

International audienceWetlands are recognized for the importance of their hydrological function and biodiversity, and there is now a consensus to protect and restore them as well as to complete the knowledge on their functioning. Here, we studied the dissolved organic matter (DOM) of a wetland composed of the Auzon cutoff meander, the Allier River, the alluvial fluvial flow, and watershed aquifer. Water was sampled at different locations, in spring, summer, and autumn. For each sample, DOM was characterized for its chemical and optical properties and its photooxidant capacity through its ability to generate DOM triplet excited states (3 DOM*) and singlet oxygen upon simulated solar light exposure. UV-visible and fluorescence indices revealed that DOM was mainly microbial-derived whatever the sampling sites with spatial and temporal variations in terms of aromaticity (5.5-22%), specific UV absorbance at 254 nm (0.28-2.82 L m −1 mgC −1), ratio of the absorbance at 254 and 365 nm (4.6-10.8), fluorescence index (1.35-166), and biological index (0.812-2.25). All the samples generated 3 DOM* and singlet oxygen, rates of formation of which showed parallel variations. Using principal component analysis (PCA), we found positive correlations between the sensitizing properties of DOM samples and parameters associated to the abundance of low molecular weight and low absorbing chromophores. Moreover, the parameter variation across the wetland reinforced the hydrological movements observed in a previous study, suggesting that these parameters could be used as water connection tracers

Fluorescence analysis allows to predict the oxidative capacity of humic quinones in dissolved organic matter: implication for pollutant degradation

AbstractDissolved organic matter (DOM) controls the degradation and sequestration of aquatic pollutants and, in turn, water quality. In particular, pollutant degradation is performed by oxidant species that are generated by exposure of DOM to solar light, yet, since DOM is a very complex mixture of poorly known substances, the relationships between potential oxidant precursors in DOM and their oxydative capacity is poorly known. Here, we hypothesized that production of oxidant species could be predicted using fluorescence analysis. We analysed water samples from an alluvial plain by fluorescence spectroscopy; the three-dimensional spectra were then decomposed into seven individual components using a multi-way algorithm. Components include a protein-like fluorophore, e.g. tryptophan-like and tyrosine-like, three humic fluorophores, 2-naphthoxyacetic acid, and a by-product. We compared component levels with the ability of water samples to generate reactive species under solar light. The results show a strong correlation between reactive species production and the intensity of two humic-like fluorophores assigned to reduced quinones. Monitoring these fluorophores should thus allow to predict the ability of DOM degradation of pollutants in surface waters

Restauration de la flore des prés salés continentaux : expérimentation sur le marais de Saint-Beauzire (Puy-de-Dôme, 63)

This article presents a case study of recolonization by flora constituting a continental salt meadow type vegetation after the removal of an embankment on a continental salt marsh in the Limagne plain (Puy-de-Dôme, France). Salt marshes indicator plants was monitored in presence/absence in a network of 104 meshes of 10 m². We were able to show the rapid and lasting colonization of Puccinellia distans and Juncus gerardi, but also the slower and variable installation of Spergula media and Plantago maritima. We mapped spatial and temporal evolutions of this colonization for 6 different species. Among the halotolerant species, one should note the increase in the population of endangered species such as Inula britannica. The monitoring protocol allows us to conclude on the interest of this type of embankment removal operation to restore the abiotic parameters and the flora of the «continental salt meadow» vegetation.Cet article présente une étude de cas de recolonisation par la végétation de type pré salé continental après des travaux de suppression d’un remblai sur un marais salé continental dans la plaine de la Limagne (Puy-de-Dôme, France). Les plantes indicatrices des prés salés ont été suivies en présence/absence dans un réseau de 104 mailles de 10 m². Nous avons pu montrer la colonisation rapide et durable de Puccinellia distans et Juncus gerardi, mais aussi l’installation plus lente et variable de Spergula media et de Plantago maritima. Nous avons cartographié les évolutions spatiales et temporelles de cette colonisation pour 6 espèces différentes. Parmi les espèces halotolérantes, on notera l’augmentation de la population d’espèces menacées comme celle d’Inula britannica. Les résultats permettent de conclure sur l’intérêt de ce type d’opération de suppression de remblais pour restaurer les paramètres abiotiques et de la capacité de la flore de se réinstaller même après vingt-cinq ans pour reconstituer une communauté végétale caractéristique des « prés salés continentaux »

Temporal Evolution of Diatoms in a Temporary Pond Situated in the Massif du Sancy Mountains (Massif Central, France) and Description of a New Pinnularia Species

A floristic survey was performed on a temporary pond, “Laqui du Seignavoux”, situated in the Mont-Dore massif of the French Massif Central, between 2017 and 2019. Except in 2017, each year, we performed four sampling campaigns from April/May to December. Water samples and diatoms were collected. The temporary pond evolved from a poorly mineralized ecosystem due to snow, inducing oligotrophic and oligosaprobic water, well oxygenated in spring, to a more mineralized, less oxygenated, eutrophic–hypereutrophic, and polysaprobic environment in summer. This change in abiotic conditions was found to be linked to the presence of cattle, beginning in May, that trample and excrete in the pond, leading to higher ammonium and nitrate concentrations. During this period, the dominant species were Pinnularia sp., Nitzschia palea, and Nitzschia palea var. tenuirostris. In spring and winter, different species of Eunotia dominated the community such as Eunotia pseudogroenlandica. Finally, light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM) observations on a new species of the genus Pinnularia from the temporary pond are presented and the ecological preferences are discussed

Les populations de macroinvertébrés des annexes hydrauliques

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Impact de la capture d’un chenal fluviatile par une ancienne gravière, sur la distribution des macroinvertébrés benthiques dans trois seuils successifs

International audienceL’objectif de cette étude concerne l’influence d’une anciennegravière de l’Allier, qui a capturé ce cours d’eau en 1989, surla distribution longitudinale de la macrofaune benthique.Trois seuils successifs, situés l’un en amont et les deux autresen aval de la gravière, ont été étudiés sur 900 m. Des donnéessur la granulométrie du substrat, sur les faciès et les variableshydrauliques, ainsi que sur les macroinvertébrés benthiquesont été recueillies à deux saisons successives. La granulométriedes seuils est marquée par une diminution significative de lataille médiane des particules, qui passe de 28 mm en amontà 20 mm en aval, cette ancienne gravière agissant comme unpiège sur la charge de fond. Du point de vue faunistique, ladiminution amont – aval de la richesse et de la densité enmacroinvertébrés (particulièrement sensible pour l’ensembleEphémèroptères, Plécoptères, Trichoptères), est moins marquéeau niveau du troisième seuil. Les différences taxonomiquesobservées au printemps entre l’amont et l’aval de la zone decapture, s’estompent en été. Aux deux saisons, du seuil 1 auseuil 2, il y a passage d’un état mésotrophe ‑ ß‑mésosaprobeà un état oligotrophe – oligosaprobe, le troisième seuil étantintermédiaire. Les macroinvertébrés collectés en amontsont majoritairement des mangeurs de sédiments fins, desfiltreurs et prédateurs, ceux de l’aval étant surtout des racleurs,brouteurs et broyeurs. La rupture du continuum de la rivières’est atténuée en aval éloigné, révélant le caractère résilient deces organismes

Caractérisation de la faune benthique des annexes hydrauliques

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Bio-évaluation de la qualité de l'eau: établissement d'un protocole d'échantillonnage simplifié, basé sur la collecte des macroinvertébrés benthiques sur les seuils des rivières à charge de fond graveleuse

A sampling protocol of the benthic macroinvertebrates (indicator of the water quality) was established on a study site of the River Allier and on an upstream longitudinal reach of the River Loire. It appeared that the geomorphological unit riffle was the best unit for sampling. Compared with sampling methods used in other countries, the protocol MMS-GUR (" Macroinvertebrates living in the Mineral Substrates of the Geomorphological Unit Riffle ") has some advantages: 1) in-situ it is easy to locate the riffle and this unit is easier to access than other GUs. 2) Choose the riffle as sampling unit allows reducing the sampling area. 3) Using of Surber net allows sampling similar surface areas. 4) The application of this sampling protocol is possible from the source to the disappearance of the riffle. 5) The saving of time insitu or in laboratory (genus determination but possibility to reduce to EPT) is reflected on the cost. 6) It is possible to compare rivers in similar conditions.Un protocole d'échantillonnage des macroinvertébrés benthiques indicateurs de la qualité des cours d'eau a été mis en place sur le site atelier Allier et un linéaire de la Loire amont. Celui-ci a permis de désigner les unités géomorphologiques seuil comme meilleur lieu d'échantillonnage. Comparativement aux méthodes existant dans divers pays, le protocole MMS-GUR (Macroinvertebrates living in the Mineral Substrates of the Geomorphological Unit Rifle) présente les avantages suivants : 1) Facilité de repérage des seuils et meilleure accessibilité que les autres géoformes. 2) Aire d'échantillonnage réduite. 3) Echantillonnage de surfaces identiques grâce à l'utilisation du filet Surber. 4) Protocole applicable de la source à la disparition des seuils. 5) Gain de temps répercuté sur le coût tant sur le terrain qu'en laboratoire (détermination au genre, mais réduction possible aux EPT) . 6) Possibilité de comparer un ensemble de rivières dans des conditions analogues

Keeping it simple: benefits of targeting riffle-pool macroinvertebrate communities over multi-substratum sampling protocols in the preparation of a new European biotic index.

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Analyse des principales méthodes de bio-évaluation basées sur les macroinvertébrés benthiques.

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