Eutrophisation des zones humides : conséquences pour la qualité, la décomposition des plantes aquatiques et les flux de carbone

Wetland eutrophication : consequences for aquatic plant quality, decomposition, and C fluxes

• Auteur / Autrice : Charlotte Grasset
• Direction : Gudrun Bornette, Cécile Delolme
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie
• Date : Soutenance le 11/03/2015
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Écologie, des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés (Lyon)
• Jury : Président / Présidente : Agnès Richaume-Jolion
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gudrun Bornette, Cécile Delolme, Gwenaël Abril, Vincent Grossi, Peter Ryser
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christiane Gallet, Daniel Gilbert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Zones humides

Plantes aquatiques

Eutrophisation

Carbone

Mots clés libres

Carbone

Décomposition

Eutrophisation

Plantes aquatiques

Carbon

Decomposition

Eutrophication

Aquatic plants

Résumé

L'eutrophisation est une des principales menaces pesant sur les écosystèmes aquatiques. Cette thèse a pour objectifs de déterminer le rôle des paramètres abiotiques liés à l'eutrophisation, notamment la concentration en phosphore total, sur 1) la composition chimique des communautés végétales aquatiques, 2) leur décomposition et 3) les flux de C dans les zones humides. 1. Trois espèces aquatiques représentatives des trois stratégies adaptatives de Grime (i.e. compétitive, rudérale et stress tolérante) sont sélectionnées dans des zones humides distribuées le long d'un gradient de phosphore. Les espèces compétitives et rudérales ont une concentration en lignine significativement plus faible que l'espèce stress tolérante. Pour une même espèce, la teneur en eau augmente avec la concentration en phosphore de l'habitat et l'allocation en composés carbonés (amidon et/ou lignine) varie également significativement. 2. La composition des plantes aquatiques a un fort effet sur leur décomposition, les espèces rudérales et compétitives se décomposant plus vite, d'autant plus si elles se sont développées dans des sites riches en nutriments. 3. Dans les milieux eutrophes, les communautés végétales contribuent à l'augmentation des émissions de CH4 et diminuent les émissions de CO2 mesurées pendant la journée, probablement directement, au travers de leur qualité, de leur vitesse de décomposition, et des quantités de matières produites, et indirectement, au travers de leur position dans la lame d'eau. Le niveau d'eutrophisation des écosystèmes doit donc être pris plus explicitement en compte dans les modèles d'estimation des flux de carbone des milieux aquatiques d'eau douce

Eutrophication is a current threat for wetlands. This phD thesis aims at determining the role of the abiotic parameters of eutrophication, mainly the phosphorus content, 1) on aquatic plant quality, 2) on aquatic plant decomposition, and 3) on carbon fluxes. 1. Three aquatic plant species representative of the Grime strategies, i.e. competitive, ruderal and stress tolerant, were collected in wetlands dispatched along a phosphorus gradient. For the three species, water content of populations increased with the nutrient content of the habitat. Carbon allocation (starch and/or lignin) also varied according to habitat. 2. The three species were collected and decomposed in wetlands dispatched along a nutrient gradient. Aquatic plant quality significantly affected their decomposition, in particular the ruderal and competitive species were more rapidly decomposed when they grew in nutrient rich sites. 3. Daytime CO2 and CH4 fluxes were measured in 6 floristic zones. Daytime CO2 emissions were negatively correlated with net primary productivity and CH4 emissions were positively correlated. The abundance of floating vegetation also increased CH4 emissions probably because macroalgae and to a lower extent vascular plants with floating leaves favor anoxic conditions. Eutrophication may affect aquatic plant chemical composition and increase their decomposition rate. Moreover, in eutrophic wetlands, floating vegetation may affect carbon fluxes because of their quality, their decomposition rate and the quantities produced, and indirectly because of their location in water column. Therefore the eutrophication should be taken into account in the global C budgets of softwater ecosystems