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Functional processes versus state variables: interstitial organic matter pathways in floodplain habitats

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Abstract:

We assessed the potential rates of two microbial processes, cellulose decomposition potential (CDP) and hydrolytic activity, to explore the relationship of these functional measurements with several state variables of organic matter. Samples were collected from two interstitial sites in the main channel of the Rhône River and 10 sites on the alluvial floodplain representing five habitat types defined by sediment size (fine versus coarse sediments) and interstitial water origin (surface water versus groundwater). Although sites with fine sediments had more interstitial total organic matter, refractory and biodegradable dissolved organic carbon concentrations did not differ among habitat types. Unlike the floodplain, the main channel had high CDP and low hydrolytic activity. In the floodplain, functional measurements varied consistently, and both CDP and hydrolytic activity were lowest at the sites with coarse sediments. Our data imply that microbially mediated processes are different in the main channel and the floodplain and that low levels of organic matter in the coarse sediments are probably due to slow rates of accrual rather than rapid rates of decomposition. Furthermore, the lack of correlation between functional variables and dissolved organic carbon concentrations illustrates the dangers of interpreting ecosystem processes or ecological integrity based solely on state variables.

Nous nous sommes intéressés à deux processus microbiens (considérés comme des variables "fonctionnelles"), potentiel de dégradation de la cellulose (CDP) et activité hydrolytique, et à leur adéquation avec les teneurs en matière organique dans les sédiments et dans l'eau (i.e., "variables d'état"). Deux sites ont été échantillonnés dans le chenal principal du Rhône et dix sites dans la plaine alluviale, ces sites représentant cinq type d'habitats définis par la taille des sédiments (sédiments fins vs. sédiments grossiers) et l'origine de l'eau interstitielle (surface vs. souterraine). Dans les sites à sédiments fins les teneurs en matière organique totale sont plus élevées que dans les sites à sédiments grossiers, alors que les concentrations en carbone organique dissous réfractaire et biodégradable ne varient pas entre les habitats. Le chenal se distingue des autres stations de la plaine alluviale par des valeurs de CDP élevées et une faible activité hydrolytique. Dans la plaine alluviale, les deux variables "fonctionnelles" varient dans le même sens et l'activité hydrolytique comme le CDP étaient plus faibles dans les habitats à sédiments grossiers. Ils semblent donc que les processus microbiens mis en jeu ne soient pas les mêmes dans le chenal et dans la plaine alluviale et que les faibles teneurs en matière organique dans les sédiments grossiers sont dus à une faible accumulation plutôt qu'à une décomposition rapide. En outre, l'absence de corrélation entre les variables fonctionnelles et la fraction dissoute de la matière organique montre qu'il peut être périlleux d'interpréter le fonctionnement d'un écosystème en ne considérant que des variables d'état.

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-08-01

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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