Functional responses of stream macroinvertebrate communities to hydromorphological restoration of headwater streams

Réponses fonctionnelles des communautés d’invertébrés à la restauration hydromorphologique des cours d’eau

• Auteur / Autrice : Gbenga Emmanuel Omoniyi
• Direction : Christophe Piscart, Benjamin Bergerot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie, évolution
• Date : Soutenance le 04/02/2022
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecosystèmes, Biodiversité, Evolution (Rennes ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Gabrielle Thiébaut
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Hulot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Nicolas Beisel, Evelyne Franquet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eau -- Teneur en oxygène

Biodiversité

Indicateurs biologiques

Restauration écologique

Cours d'eau

Mots clés libres

Cours d'eau

Restauration

Indicateurs fonctionnels

Biodiversité

Oxygénation

Headwater streams

Restoration

Functional indicators

Biodiversity

Oxygenation

Leaf litter decomposition

Résumé

La dégradation généralisée d'origine anthropique du système lotique a nécessité la restauration de nombreux cours d'eau dans le monde entier. En Europe, la Directive Cadre sur l'Eau de l'Union européenne impose à tous les États membres de restaurer les cours d'eau pour qu'ils atteignent un bon état écologique et propose une évaluation basée sur les éléments structurels de l'écosystème pour surveiller l'état écologique des cours d'eau restaurés. Cependant, les composantes de l'état écologique des cours d'eau comprennent des éléments structurels mais également fonctionnels. En raison de la non homogénéité des résultats issus des évaluations de la biodiversité en tant qu'indicateurs de l'état écologique des cours d'eau restaurés, un besoin croissant de protocoles d'évaluation plus adaptés et inclusifs sont requis. Nous proposons l'oxygénation du lit du cours d'eau et le taux de décomposition de la litière comme indicateurs fonctionnels en plus des indices classiques basés sur les communautés de macro-invertébrés pour surveiller le succès de la restauration de cours d'eau situés en tête de bassin versant. Nous avons montré que les indicateurs fonctionnels proposés sont complémentaires aux indicateurs relatifs à la diversité biologique pour suivre la restauration écologique. Nous avons également constaté qu'en combinaison avec les indices de biodiversité, ces indicateurs fonctionnels sont utiles pour démêler les effets d'autres facteurs des impacts des activités de restauration sur la santé des cours d'eau. Cette thèse souligne également l'importance d'élaborer un programme de surveillance suffisamment long pour dissocier les effets à court et à long terme des opérations de restauration.

The widespread anthropogenic degradation of the lotic system has necessitated the restoration of many rivers worldwide. In Europe, the EU WFD mandates all member states to restore rivers to good ecological status and proposes an assessment based on the structural elements of the ecosystem for monitoring the ecological status of restored streams. However, the components of the ecological status of streams comprise both structural and functional elements. Therefore, consequent on the inconsistent outcomes from the assessments of biodiversity as indicators of the ecological status of restored streams, there has been a growing call for better and more inclusive assessment protocols. We proposed streambed oxygenation and litter decomposition rate as functional indicators in addition to the classical macroinvertebrate community indices for monitoring restoration success in headwater streams. We found that these functional indicators complemented biological diversity in tracking the trajectory of ecological recovery in headwater streams. We also found that in combination with biodiversity indices, these functional indicators are useful in disentangling the effects of other confounding factors from the impacts of restoration activities on the health of the streams. This thesis also highlights the imperativeness of a long enough monitoring program to determine the short and long-term effects of restoration activities in streams.