Effect of the spatial distribution of physical aquifer properties on modelled water table depth and stream discharge in a headwater catchment

Water table depth and its dynamics on hillslopes are often poorly predicted despite they control both water transit time within the catchment and solute fluxes at the catchment outlet. This paper analyses how relaxing the assumption of lateral homogeneity of physical properties can improve simulations of water table depth and dynamics. Four different spatial models relating hydraulic conductivity to topography have been tested: a simple linear relationship, a linear relationship with two different topographic indexes, two <i>Ks</i> domains with a transitional area. The Hill-Vi model has been modified to test these hypotheses. The studied catchment (Kervidy-Naizin, Western France) is underlain by schist crystalline bedrock. A shallow and perennial groundwater highly reactive to rainfall events mainly develops in the weathered saprolite layer. The results indicate that (1) discharge and the water table in the riparian zone are similarly predicted by the four models, (2) distinguishing two <i>Ks</i> domains constitutes the best model and slightly improves prediction of the water table upslope, and (3) including spatial variations in the other parameters such as porosity or rate of hydraulic conductivity decrease with depth does not improve the results. These results underline the necessity of better investigations of upslope areas in hillslope hydrology

Influence du réseau de haies des paysages bocagers sur le cheminement de l'eau de surface

En Bretagne, le bocage est un paysage typique constitué d'un réseau de haies planté sur un talus de terre entourant les parcelles. La première partie résume les connaissances actuelles sur le rôle hydrologique du bocage.L'article porte sur le rôle du bocage sur les écoulements de surface (écoulement hortonien). Il s'agit d'une première étape pour intégrer le rôle des haies dans la modélisation hydrologique distribuée. On s'attache à la description de la modification du réseau de drainage par les haies.Ce travail a nécessité la mise au pont d'un logiciel en C qui permet de créer le réseau de drainage sous contrainte topographique à partir d'un modèle numérique de terrain, puis de le modifier en intégrant la présence des haies. Cinq situations représentant une grande diversité bocagère (de 39 m/ha jusqu'à 200 m/ha) ont été étudiées. On constate une profonde modification du réseau de drainage, puisque jusqu'à 90% des mailles voient leur place changer dans le réseau de drainage. Cependant, l'effet le plus important est la déconnexion de certaines branches du réseau de drainage, qui était précédemment continu jusqu'à l'exutoire. En effet, certaines haies jouent le rôle de puits, où l'eau ne peut que s'infiltrer (haies parallèles aux courbes de niveau). Ces puits contrôlent ainsi des zones du bassin versant, qui peuvent atteindre jusqu'à 40 % de la surface totale. Des modifications sont également observées sur la longueur de ruissellement réduite en moyenne, mais dans des proportions faibles (10 à 20 %). Enfin, les pentes des mailles dont la direction a été modifiée par la présence d'une haie à leur endroit sont également diminuées d'environ 50 %.La densité de haies, qui est pourtant souvent le seul facteur disponible pour qualifier le bocage dans les opérations d'aménagement, apparaît insuffisante pour caractériser le rôle " tampon " du bocage sur le plan hydrologique. En conclusion, on attire l'attention sur la nécessité de prendre en compte la structure du bocage pour intégrer son rôle hydrologique dans les opérations d'aménagement.In Brittany, the bocage is the typical landscape, a network of hedgerows planted on an earthen bank. It could play a hydrological role by modifying the water pathways. This was studied by analysing the modification of the drainage network at the catchment scale, for 5 densities of the hedgerow network. The drainage network, basically controlled by the topography, was modified taking into account the hedges, which cannot be crossed by the water pathway. The digital elevation model and a vector map of hedges were the data used.The impact of hedgerows on different parameters influencing surface runoff was tested. The main modification is that a part of the catchment, up to 40% of the total area, is disconnected from the river course due to the presence of hedges acting as sinks. A reduction of the surface runoff length and a decrease of the slope of the pixel-hedges in the drainage direction are also measured. But none of these factors is dependent of the hedgerow density, which appears as a poor descriptor of the hydrological buffer capacity of the bocage landscape. We draw attention to the need to take into account the hedgerow structure for hydrological purposes, in order to improve the new policy of re-building a bocage landscape that is currently being implemented

Influence du réseau de haies des paysages bocagers sur le cheminement de l'eau de surface

En Bretagne, le bocage est un paysage typique constitué d'un réseau de haies planté sur un talus de terre entourant les parcelles. La première partie résume les connaissances actuelles sur le rôle hydrologique du bocage.L'article porte sur le rôle du bocage sur les écoulements de surface (écoulement hortonien). Il s'agit d'une première étape pour intégrer le rôle des haies dans la modélisation hydrologique distribuée. On s'attache à la description de la modification du réseau de drainage par les haies.Ce travail a nécessité la mise au pont d'un logiciel en C qui permet de créer le réseau de drainage sous contrainte topographique à partir d'un modèle numérique de terrain, puis de le modifier en intégrant la présence des haies. Cinq situations représentant une grande diversité bocagère (de 39 m/ha jusqu'à 200 m/ha) ont été étudiées. On constate une profonde modification du réseau de drainage, puisque jusqu'à 90% des mailles voient leur place changer dans le réseau de drainage. Cependant, l'effet le plus important est la déconnexion de certaines branches du réseau de drainage, qui était précédemment continu jusqu'à l'exutoire. En effet, certaines haies jouent le rôle de puits, où l'eau ne peut que s'infiltrer (haies parallèles aux courbes de niveau). Ces puits contrôlent ainsi des zones du bassin versant, qui peuvent atteindre jusqu'à 40 % de la surface totale. Des modifications sont également observées sur la longueur de ruissellement réduite en moyenne, mais dans des proportions faibles (10 à 20 %). Enfin, les pentes des mailles dont la direction a été modifiée par la présence d'une haie à leur endroit sont également diminuées d'environ 50 %.La densité de haies, qui est pourtant souvent le seul facteur disponible pour qualifier le bocage dans les opérations d'aménagement, apparaît insuffisante pour caractériser le rôle " tampon " du bocage sur le plan hydrologique. En conclusion, on attire l'attention sur la nécessité de prendre en compte la structure du bocage pour intégrer son rôle hydrologique dans les opérations d'aménagement.In Brittany, the bocage is the typical landscape, a network of hedgerows planted on an earthen bank. It could play a hydrological role by modifying the water pathways. This was studied by analysing the modification of the drainage network at the catchment scale, for 5 densities of the hedgerow network. The drainage network, basically controlled by the topography, was modified taking into account the hedges, which cannot be crossed by the water pathway. The digital elevation model and a vector map of hedges were the data used.The impact of hedgerows on different parameters influencing surface runoff was tested. The main modification is that a part of the catchment, up to 40% of the total area, is disconnected from the river course due to the presence of hedges acting as sinks. A reduction of the surface runoff length and a decrease of the slope of the pixel-hedges in the drainage direction are also measured. But none of these factors is dependent of the hedgerow density, which appears as a poor descriptor of the hydrological buffer capacity of the bocage landscape. We draw attention to the need to take into account the hedgerow structure for hydrological purposes, in order to improve the new policy of re-building a bocage landscape that is currently being implemented

Progress towards ending overfishing in the Northeast Atlantic

The reformed Common Fisheries Policy of the EU, in force since 2014, stipulates that overfishing by the fleets of its member states has to end latest in the year 2020. This study examines exploitation and status of 119 stocks fished by 20 countries in the Northeast Atlantic. In the year 2018, about 40% of the stocks were still subject to overfishing (F > Fmsy), about 34% of the stocks were outside safe biological limits (B < Bpa) and about 68% of the stocks were too depleted to produce maximum sustainable yields (B < Bmsy). Reduction in the number of overfished stocks has stalled, possible because of an agreement between the European Commission (EC) and the International Council for the Exploration of the Seas (ICES), its advisory body for total allowed catches (TACs), wherein the EC requests ICES to give TAC advice leading to overfishing for many stocks. As a result, it is unlikely that overfishing will end in the Northeast Atlantic in 2020

Progress towards ending overfishing in the Northeast Atlantic

The reformed Common Fisheries Policy of the EU, in force since 2014, stipulates that overfishing by the fleets of its member states has to end latest in the year 2020. This study examines exploitation and status of 119 stocks fished by 20 countries in the Northeast Atlantic. In the year 2018, about 40% of the stocks were still subject to overfishing (F > Fmsy), about 34% of the stocks were outside safe biological limits (B < Bpa) and about 68% of the stocks were too depleted to produce maximum sustainable yields (B < Bmsy). Reduction in the number of overfished stocks has stalled, possible because of an agreement between the European Commission (EC) and the International Council for the Exploration of the Seas (ICES), its advisory body for total allowed catches (TACs), wherein the EC requests ICES to give TAC advice leading to overfishing for many stocks. As a result, it is unlikely that overfishing will end in the Northeast Atlantic in 2020

Scaling properties of protein family phylogenies

One of the classical questions in evolutionary biology is how evolutionary processes are coupled at the gene and species level. With this motivation, we compare the topological properties (mainly the depth scaling, as a characterization of balance) of a large set of protein phylogenies with a set of species phylogenies. The comparative analysis shows that both sets of phylogenies share remarkably similar scaling behavior, suggesting the universality of branching rules and of the evolutionary processes that drive biological diversification from gene to species level. In order to explain such generality, we propose a simple model which allows us to estimate the proportion of evolvability/robustness needed to approximate the scaling behavior observed in the phylogenies, highlighting the relevance of the robustness of a biological system (species or protein) in the scaling properties of the phylogenetic trees. Thus, the rules that govern the incapability of a biological system to diversify are equally relevant both at the gene and at the species level.Comment: Replaced with final published versio