Geomorphological discontinuities and ecological organisation : a case study of the River Drôme

• Auteur / Autrice : Julia Toone
• Direction : Hervé Piégay, Stephen P. Rice
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Lettres. Géographie et aménagement
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Lyon 3 en cotutelle avec Loughborough University (Grande-Bretagne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sédiments (géologie) -- Lutte contre

Effets des sédiments

Animaux benthiques

Géomorphologie fluviale

Drôme (France ; cours d'eau)

France

Écologie benthique

Résumé

La morphologie rocheuse et alluviale d’un tronçon de la rivière Drome a fait l’objet de ce travail. La première partie de thèse analyse les changements fluviaux et le développement de la zonation géomorphologique actuelle du tronçon, au cours d’une période de 58 années. La deuxième partie examine l’organisation longitudinale actuelle des communautés benthiques. Il est prévu que le tronçon soit soumis à une recharge sédimentaire afin de restaurer l’enfoncement du chenal. La troisième partie de thèse évalue les impacts morphologiques de cette intervention et la réponse du benthos. Le développement de la zonation morphologique met en évidence que l’incision n’est pas une tendance linéaire mais un processus complexe et discontinu, dans le temps et dans l’espace. A la suite d’une crue morphogène en 1978, le tronçon est en perpétuelle phase d’ajustement et semble se caractériser ainsi par une dynamique autorégulatrice. La mise en évidence d’une zonation morphologique assez dynamique nous a conduit à interpréter l’organisation de benthos en fonction des processus longitudinaux, transversaux et verticaux, en particulier les perturbations du lit associées au régime sédimentaire, tous opérant selon des dynamiques spécifiques à l’échelle de chacune des zones. La morphologie hétérogène du tronçon accueille un benthos relativement plus intéressant que celui des chenaux antérieurs. On considère qu’une recharge sédimentaire qui n’est pas excédentaire ou qui est inférieure aux capacités de transport des zones, ainsi que la conservation de la connexion entre le chenal et ses marges actives, maintiendra la zonation morphologique et dès lors l’organisation des communautés benthiques actuelles. On en conclut ainsi que la restauration de la charge de fond au tronçon serait une stratégie morphologiquement et écologiquement judicieuse.

A mixed bedrock-alluvial reach of the River Drôme, France forms the central focus of this thesis. The first part examines long-term changes in channel morphology, and the development of present-day geomorphic zonation. The second part examines the present-day organisation of in-stream macroinvertebrate communities and associations with channel morphology. The study reach is located 200 m downstream from the Béoux sub-catchment, a site chosen for the experimental remobilisation of sediment to rehabilitate degradation along the reach and in downstream parts of the Drôme. The third part evaluates the likely morphological and ecological impacts of this management strategy. Analyses reveal that degradation is a discontinuous process both in time and in space. A large flood in 1978 is seen as the catalyst of zonation. By locking the reach into a particular geometry it imposed substantial spatial discontinuity in the capacity and the propensity of the channel to adjust. Spatial differences in macroinvertebrate community structure reflect spatial differences in channel behaviour. Zone-scale variation in longitudinal, lateral and vertical connectivity, and in particular bed disturbances associated with zone-scale regimes of sediment transfer and storage, control the organization of in-stream fauna. It is considered that the present-day mixed bedrock-alluvial morphology supports a more diverse fauna than historical, alluvial channels. If fluxes of bedload reintroduced to the Drôme are not inferior or excessive to the present-day regimes responsible for maintaining zonation, then this self-regulating dynamic could be maintained. This would also maintain the present-day patterns of macroinvertebrate community structure and so it is concluded that if the reach is secured with a moderate and frequent supply of bedload then the remobilization of sediment is a desirable management strategy.