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Phytoplankton species turnover controlled by physical forcing at different time scales

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Abstract:

Changes in the physical and chemical environment induced by forcing events such as wind and rain can control the short-term dynamics of the phytoplankton community of inland waters. In two temperate reservoirs, species composition, diversity index, and species dynamics were characterized over periods of 3 weeks during different seasons, in parallel with changes in the physical and chemical structure of the water column. Dominant species and diversity index were shown to be controlled by environmental factors fluctuating on a seasonal and weekly time scale, whereas some rarer species responded to wind events and were indicators of a very short-term environmental change. As a consequence of the response of indicator species, the rate of change in species composition increased following meteorological events. Shifts in species composition were observed during each sampling period, except during the strongest stratification period. The shifts were associated with a modification of resource availability or intensity of stratification. We found that the resistance of the phytoplankton community to short-term physical forcing by wind increased with intensity of stratification. After the forcing event, the community did not return to its original structure because of modifications of the physical and chemical conditions induced by meteorological forcing on a weekly time scale.

Cette étude met en évidence la dynamique à court terme des communautés de phytoplancton lacustre en réponse aux modifications de l’environnement physico-chimique induites par des événements de forçage, comme le vent et la pluie. Dans deux réservoirs tempérés, l’indice de diversité, la dynamique des espèces et la composition en espèces ont été suivis sur des périodes de 3 semaines à différentes saisons, en parallèle avec les modifications de la structure physico-chimique de la colonne d’eau. Les espèces dominantes et l’indice de diversité étaient contrôlés à des échelles de temps saisonnière et hebdomadaire, alors que certaines espèces plus rares indicatrices de changements à très court terme ont répondu aux événements de vent. En conséquence de la réaction des espèces indicatrices le taux de changement des espèces a augmenté après les événements rapides de forçage. Des modifications brutales de la composition en espèces ont été observées pendant chaque campagne d’échantillonnage, excepté pendant la période de stratification maximale. Ces changements étaient associés à des modifications de la disponibilité des ressources ou de l’intensité de la stratification. Nous avons observé que la résistance de la communauté de phytoplancton au forçage physique à court terme par le vent augmentait avec l’intensité de la stratification. Après les événements de forçage, la communauté n’est pas retournée à sa structure initiale, à cause de modifications entre-temps des conditions physico-chimiques, induites par le forçage météorologique sur une échelle de temps hebdomadaire.

Document Type: Research Article

Publication date: 2008-01-01

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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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