Defining Chlorophyll-a Reference Conditions in European Lakes

The concept of “reference conditions” describes the benchmark against which current conditions are compared when assessing the status of water bodies. In this paper we focus on the establishment of reference conditions for European lakes according to a phytoplankton biomass indicator—the concentration of chlorophyll-a. A mostly spatial approach (selection of existing lakes with no or minor human impact) was used to set the reference conditions for chlorophyll-a values, supplemented by historical data, paleolimnological investigations and modelling. The work resulted in definition of reference conditions and the boundary between “high” and “good” status for 15 main lake types and five ecoregions of Europe: Alpine, Atlantic, Central/Baltic, Mediterranean, and Northern. Additionally, empirical models were developed for estimating site-specific reference chlorophyll-a concentrations from a set of potential predictor variables. The results were recently formulated into the EU legislation, marking the first attempt in international water policy to move from chemical quality standards to ecological quality targets

Recherches en écologie végétale appliquées au lacs du littoral aquitain

National audiencePrésentation des activités de recherche de l'équipe CARMA d'Irstea (EABX) en écologie végétale appliquées aux lacs du littoral aquitain. L'écologie des végétaux aquatiques et le fonctionnement des lacs aquitains, les communautés algales, l'échantillonnage passif du phosphore et les communautés de macrophytes aquatiques seront présentés

Les écosystèmes lacustres, dynamique naturelle au long cours et interactions avec les activités humaines

National audiencePrésentation de quelques éléments d'analyse de l'évolution des plans d'eau du littoral aquitain vis-à-vis du changement climatiqu

Local distribution of macrophytes and consequences for sampling methods in large rivers

During the years 2003 and 2004, the distribution of macrophytes was studied at eight sites in two large rivers in the southwest of France (the Dordogne and Garonne). Using a pinpoint method, we obtained 7,083 observations and recorded physical parameters such as depth, distance from bank, water velocity, and substrate type. By using logistic regressions, we showed that a combination of these factors significantly influences the distribution of macrophytes. This enabled us to highlight transversal distribution patterns. Helophyte spermatophytes, free-floating taxa, and most of the nonanchored algae were characteristic of the shallow areas located near the banks. The deepest areas were characterized by a reduced number of species with a majority of submerged spermatophytes which are resistant to high velocity, anchored algae, and bryophytes. These results can be used to implement the Macrophyte Biological Index for Rivers (IBMR) for large rivers

Avantages et limites de l'intercalibration de méthodes d'évaluation phytoplanctoniques basée sur l'expérience des réservoirs du GIG méditerranéen

International audienceThe status of European legislation regarding inland water quality after the enactment of the Water Framework Directive (WFD) originated scientific effort to develop reliable methods, primarily based on biological parameters. An important aspect of the process was to ensure that quality assessment was comparable between the different Member States. The Intercalibration process (IC), required in the WFD ensures the unbiased application of the norm. The presented results were developed in the context of the 2nd IC phase. An overview of the reservoir type definition of the Lake Mediterranean Geographical Intercalibration Group, where four types were considered divided by both alkalinity and climate, together with the results for selection of Maximum Ecological Potential sites (MEP) are presented. MEP reservoirs were selected based on pressure and biological variables. Three phytoplankton-based assessment methods were intercalibrated using data from Mediterranean countries. The Mediterranean Assessment System for Reservoirs Phytoplankton (Spain), the New Mediterranean Assessment System for Reservoirs Phytoplankton (Portugal and Cyprus) and the New Italian Method (Italy) were applied. These three methods were compared through option 3 of the Intercalibration Guide. The similarity of the assessments was quantified, and the Good/Moderate (GM) boundaries assessed. All three methods stood as comparable at the GM boundary except for the MASRP in siliceous wet reservoirs, which was slightly stricter. Finally, the main taxonomic groups represented in the phytoplankton community at MEP conditions were identified, as well as their main changes with an increasing trophic status. MEP sites are dominated by chrysophytes in siliceous wet reservoirs and by the diatoms Cyclotella and Achnanthes in calcareous ones. Cyanobacteria take over the community in both calcareous and siliceous wet reservoirs as eutrophication increases. In summary, the relevance and reliability of the quality assessment methods compared were confirmed both from an ecological perspective and a health risk management point of view

Biocapteur de cyanobactéries potentiellement toxiques pour l'évaluation du risque dans les eaux douces

International audienceHarmful cyanobacterial blooms are a major threat to freshwater ecosystems globally weighing down the Good Environmental Status of waters and risk for human health. Biosensors are a highly promising technology that can produce near real-time measurements that could be used by early warning systems safeguarding human and freshwater ecosystem health. We developed a rapid, sensitive, simple and economical test to identify and daily monitor the blooms of potentially toxic cyanobacteria in aquatic environments based on their genetic identity. This innovative solution comes in a colorimetric biosensor format to quickly and efficiently monitor and sustainably manage the contamination risks of potentially harmful cyanobacteria. The biosensor is a genus-specific ribosomal RNA/DNA probe-based assay of potentially toxic genus and is calibrated to equivalent cell numbers. Here we present the field validation tests results performed in a recreative bathing area in south Paris concerning the detection of Microcystis at different sampling points during summer 2017 campaign. The validation was performed by taxonomic cyanobacteria cell counting present in the samples

Document guide pour l'échantillonnage, l'analyse et le comptage du phytoplancton en plan d'eau : WISER Livrable D3.1-4

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]BELCASampling, analysis and counting of phytoplankton has been undertaken in European lakes for more than 100 years (Apstein 1892, Lauterborn 1896, Lemmermann 1903, Woloszynska 1912, Nygaard 1949). Since this early period of pioneers, there has been progress in the methods used to sample, fix, store and analyse phytoplankton. The aim of the deliverable D3.1-4 is to select, harmonize and recommend the most optimal method as a basis for lake assessment. We do not report and review the huge number of European national methods or other published manuals for phytoplankton sampling and analysis that are available

Water Framework Directive Intercalibration Technical Report. Mediterranean Lake Phytoplankton ecological assessment methods

One of the key actions identified by the Water Framework Directive (WFD; 2000/60/EC) is to develop ecological assessment tools and carry out a European intercalibration (IC) exercise. The aim of the Intercalibration is to ensure that the values assigned by each Member State to the good ecological class boundaries are consistent with the Directive\u27s generic description of these boundaries and comparable to the boundaries proposed by other MS. In total, 83 lake assessment methods were submitted for the 2nd phase of the WFD intercalibration (2008-2012) and 62 intercalibrated and included in the EC Decision on Intercalibration (EC 2013). The intercalibration was carried out in the 13 Lake Geographical Intercalibration Groups according to the ecoregion and biological quality element. In this report we describe how the intercalibration exercise has been carried out in the Mediterranean Lake Phytoplankton group

Rôle des interactions biotiques sur les assemblages d'espèces des diatomées épiphytiques

International audienceAlthough relationships between aquatic organisms and environmental variables are usually well studied in lakes, the contribution of biotic relationships is rarely considered for explaining diversity patterns. Here we aimed to evaluate whether environmental variables and epiphytes interactions with other aquatic communities drive the diversity patterns of epiphytic diatom communities. More precisely we tested a substrate effect of macrophytes and mechanisms of facilitation, competition and predation with phytoplankton and micro-meiofauna. During one year, we sampled epiphytic diatoms on 5 different macrophytes species in 6 stations of one large and shallow lake, and estimated their biomass, richness and taxonomic composition. We then tested how these measures vary according to season, water physico-chemical composition, macrophyte species colonized, epiphytic heterotrophic biomass and phytoplankton composition. We found significant variation in diatom biomass and richness according to season and water chemistry, but also according to their host plant and particularly to the macrophyte stature. We also found some positive influence of grazers and phytoplankton on diversity, but evidenced limited competition mechanisms with phytoplankton. These results suggest that epiphytic diatoms communities are not only patterned by environmental conditions, but that biotic interactions also play a determining structuring role

Suivi scientifique du lac du Bourget année 2012 : rapport du suivi (mai 2013)

L’examen 2012 du lac du Bourget a confirmé le bon état écologique de l’écosystème pélagique et la continuité de sa progression vers un état oligotrophe. En dépit d’une augmentation marquée au cours des 4 dernières années et en particulier en 2012 des apports en Phosphore particulaire par les principaux tributaires (la Leysse et le Sierroz participant à la même hauteur avec 18-19 tonnes de Ptot transité au lac), les concentrations en Ptot et PO4 dans la colonne d’eau au milieu du lac ont continué de chuter, atteignant des niveaux « record » avec 14 et 10 μg/L, respectivement. Cette baisse de concentration en nutriments ne s’est toutefois pas accompagnée d’une baisse de la biomasse phytoplanctonique qui au contraire a augmenté significativement en 2012 (d’un peu plus de 20%). A l’exception du développement de l’espèce Scenedesmus (plutôt caractéristique des milieux riches en nutriments) en début de printemps, la composition phytoplanctonique a été dominée par des diatomées, des chrysophycées et des cryptophycées avec des espèces (notamment mixotrophes) plutôt caractéristiques de milieux oligotrophes. Pour la première fois aucune cyanobactérie filamenteuse (et susceptible d’être toxique) n’a été détectée en 2012 (en 2009 Planktothrix et Microcystis étaient présentes, en 2011 Aphanizomenom avait été détectée). Au cours des 4 dernières années, de manière concommitante à la disparition de P. rubescens, la proportion des formes nanophytoplanctoniques a augmenté de manière quasi exponentielle atteignant en 2012 la valeur de 43% (proportion comparable à ce qui est enregistré au lac d’Annecy). La proportion des formes picophytoplanctoniques (dominées par les picocyanobactéries du genre Synechococcus) est également en augmentation corroborant la réoligotrophisation marquée de l’écosystème. La biomasse du peuplement zooplanctonique a été très élevée en 2012 avec une très forte dominance des Daphnies, responsable d’une importante phase des eaux claires entre fin mai et début juin. Un événement remarquable a toutefois été constaté, l’absence du second pic de production observée généralement en fin d’été, probablement lié aux mauvaises conditions météorologiques enregistrées à cette période. Au cours des dernières années, il a été constaté que le groupe des calanides a régréssé alors qu’il est plutôt caractéristique de milieux en bonne santé. Si ce phénomène n’est pas encore complètement expliqué, il n’en reste pas moins que la dynamique zooplanctonique reste typique d’un milieu oligomésotrophe. De plus, le rapport entre les abondances zooplanctoniques et biomasses phytoplanctoniques suggère que le lac du Bourget est caractérisé par une bonne efficience trophique et ce surtout depuis la disparition, fin 2009, de P. rubescens. En lien avec (i) la restauration de l’écosystème, (ii) un changement dans la pratique de pêche (i.e. la modification de la maille des filets) et (iii) de manière concommitante à la disparition de P. rubescens, le peuplement de poissons du lac du Bourget est dans un état très satisfaisant avec la confirmation d’un stock élevé de corégones (lavarets) qui atteint en 2012 un rendement record. L’amélioration significative de l’état trophique du lac du Bourget observé depuis les 3 dernières années est donc renforcée à présent par la réponse du compartiment biologique supérieur, avec le retour emblématique du lavaret. L’ensemble des paramètres limnologiques classiques mesuré au cours de l’année 2012 (transparence, chlorophylle a, Phosphore total) mais également bon nombre d’autres descripteurs (composition et taille phytoplanctoniques, biomasse et dynamique zooplanctoniques, peuplement piscicole) permettent de confirmer que l’état et le fonctionnement pélagique du lac du Bourget est bon à très bon (ce qui est aussi corroboré par l’excellente qualité sanitaire) et qu’il peut-être classé comme étant oligo-mésotrophe. Toutefois, l’analyse du peuplement des macroinvertébrés du lac a révélé que ce dernier se caractérise encore par une quantité de matière organique trop importante, qui s’accumule dans les substrats fins de la zone littorale du lac. Cette dernière se traduit par des activités de consommation et de dégradation importantes conduisant à des conditions hypoxiques. Au fond du lac, les faibles abondances et diversité de ce peuplement benthique témoignent également d’un dysfonctionnement caractérisé par une accumulation de matière organique non transférée au sein des réseaux trophiques du lac du Bourget et dont l’hypolimnion présente encore des hypoxies voire des anoxies