Structure et fonctions des DLG dans les écosystèmes forestiers

Importance des DLG dans les écosystèmes lotique et lentique

Les DLG sont également importants dans les milieux aquatiques (Hannon et al. 1986). Ils s’ y décomposent beaucoup plus lentement qu ‘en milieu terrestre (Guyette et al. 2002) en raison des concentrations réduites en oxygène (Maser et Sedell 1994) qui limite l’activité biologique des organismes décomposeurs tels que les champignons (Harmon et al. 1986). On estime ainsi que le bois de grande taille (>25 cm de diamètre) peut demeurer jusqu ‘ à 10 fois plus longtemps dans les écosystèmes aquatiques que dans les écosystèmes terrestres (Guyette et al. 2002).

Les DLG influencent la structure et le fonctionnement des systèmes aquatiques. Leur rôle écologique a surtout été étudié dans les milieux lotiques (e.g. Bilby et Likens 1980; Harmon et al. 1986; Robinson et Beschta 1990; O’Connor 1992; Maser et Sedell 1994; Richmond et Fausch 1995). Ils y fournissent les nutriments nécessaires à la survie d’ un certain nombre d’organismes (Wallace et Benke 1984), retiennent la matière organique et inorganique (Bilbi et Likens 1980, Bilbi 1981 , Ehrman et Lamberti 1992, Wallace et al. 1995), dissipent l’énergie dans l’eau et piègent les sédiments (Maser et Sedell 1994). Les DLG accroissent également la diversité des habitats en formant des barrages et des fosses (Robinson et Beschta 1990, Maser et Sedell 1994). Ces barrages sont particulièrement importants en tant qu ‘ habitats pour les poissons (Angermier et Karr 1984) et les invertébrés (Hilderbrand et al. 1997). De plus, dans les rivières, les DLG constituent entre 50 et 70% du total de la matière organique disponible pour les microbes et les invertébrés (Maser et Sedell 1994) surtout dans la partie en amont. En général, ce pourcentage varie beaucoup le long du parcours des écosystèmes lotiques, avec une diminution vers la partie en aval.

Les DLG aquatiques comme habitat

Les DLG ont des caractéristiques physiques particulières qui en font un habitat privilégié pour les organismes (Harmon et al. 1986). Ces caractéristiques sont par exemple, un substrat dur, des longues périodes de séjour dans l’eau et une surface rugueuse avec plusieurs fissures et cavités fournissant un microhabitat complexe où les organismes peuvent se protéger contre les prédateurs (Hoffman et Hering 2000). Les DLG représentent un habitat relativement stable et une source de nourriture disponible en tout temps (Hoffman et Hering 2000). Ainsi, les DLG peuvent servir de refuge contre la prédation pour un certain nombre d’organismes (Everett et Ruiz 1993) tels que les invertébrés (Hoffmann et Hering 2000) et les poissons comme la truite (Salvelinus fontinalis) (Tabour et Wurtsbaugh 1991). Certaines espèces d’ invertébrés comme les plecoptères, éphéméroptères, trichoptères, diptères et odonates utilisent les DLG comme habitat de protection au stade larvaire avant d’émerger comme adultes terrestres (Merritt et Cummins 1998). De plus, plusieurs espèces de trichoptères utilisent le bois pour la construction de leur fourreau (Dudley et Anderson 1982).

La qualité intrinsèque des DLG (espèce de bois, degré de décomposition et de fissures) est un facteur important pour sa colonisation par les invertébrés (Bowen et al. 1998, Magoulick 1998). Les fissures et les rainures très présentes dans le bois à un stade de décomposition avancée seraient utilisées par les invertébrés comme espace refuge contre la prédation (Hannon et al. 1986).

Les DLG aquatiques sont aussi un habitat propice pour la colonisation de microorganismes tels que les bactéries hétérotrophes, les algues et les champignons (Sinsabaugh et al. 1991 , Tank et Webster 1998). Cette colonisation est restreinte à la surface des DLG à cause des conditions d’anoxie présentes dans le bois qui est dans l’eau (Maser et Sedell 1994). Une fois établis, ces microorganismes forment un biofilm qui peut servir de nourriture à des invertébrés tels que certaines espèces de coléoptères (Anderson et al. 1984), d’éphéméroptères, de plécoptères et de trichoptères (Maser et Sedell 1994, McCafferty 1998). En effet, ce biofilm semble être un source d’aliment de haute qualité pour les invertébrés (Hax et Golladay 1993, Eggert et Wallace 2007). Finalement, les DLG peuvent aussi être utilisés comme site pour le dépôt des oeufs et pour l’émergence d’insectes comme certains trichoptères, éphéméroptères et diptères (Hoffman et Hering « 2000). Pour déposer leurs oeufs, les adultes nagent jusqu’à ce qu’ils trouvent un DLG aux interstices appropriés pour la ponte. Les stades larvaires séjournent dans l’ eau et émergent plus tard comme adultes pour vivre dans l’ écosystème terrestre (Hoffman et Hering 2000).

Les DLG aquatiques comme source de nourriture

Des analyses de contenus stomacaux indiquent que les DLG peuvent être directement utilisés comme source de nourriture par quelques organismes spécialisés (Pereira et al. 1982, Schulte et al. 2003). Schulte et al. (2003) ont identifié deux espèces de larves de trichoptères qui mangent le bois en éraflant la surface des DLG. Certaines larves de plécoptères peuvent enlever et ingérer la surface la plus molle des DLG et décomposer le bois en le déchiquetant. Finalement, certaines espèces de diptères se nourrissent en mangeant du bois déjà décomposé (McCafferty 1998). Malgré tous ces exemples d’ organismes s’ alimentant du bois, seulement une petite partie d’ entre eux exploite le bois comme unique source de nourriture, étant donné la piètre qualité alimentaire du bois (Anderson et Cummins 1979). Ainsi, les organismes s’alimentant exclusivement du bois, utilisent fréquemment d’ autres méthodes pour couvrir leurs besoins métaboliques. Par exemple, pour compenser leur faible taux de croissance, certains coléoptères, trichoptères et diptères ont un cycle de vie plus long. Certains diptères profitent aussi d’ une symbiose avec la flore intestinale pour les aider lors de la digestion du bois et certains organismes sont capables aussi de changer leur régime alimentaire à des stades larvaires plus avancés, lorsqu’une croissance rapide est nécessaire (Hannon et al. 1986).

Importance des macroinvertébrés dans les lacs Les macroinvertébrés remplissent un rôle clé dans la zone littorale des lacs. lis contrôlent potentiellement la biomasse algale benthique (James et al. 2000), recyclent le détritus (Kornij6w et al. 1995) et sont des acteurs majeurs dans les transferts de matière et d’énergie vers les niveaux trophiques supérieurs (Allan 1995). Les macroinvertébrés sont responsables en particulier de la conversion des productions al gale et bactérienne hétérotrophe en biomasse animale, puisqu’étant une composante importante du régime alimentaire de plusieurs espèces de poissons (Graynoth et al. 1986, Vander Zanden et al. 1997). La prédation des invertébrés par les poissons est un régulateur important de la structure et de la dynamique spatiale et temporelle de ces populations (Wetzel 2001). Ainsi, Francis et al. (2007) ont suggéré qu ‘ une diminution dans la densité des macroinvertébrés causerait par la suite une diminution de la population de poissons, qui dépendent directement d’eux pour leur survie alimentaire.

Perturbations d’origine anthropique Le couplage entre la forêt riveraine et les lacs via les DLG peut être sévèrement altéré par les activités humaines (Christensen et al. 1996). Les principales perturbations anthropiques sont: la détérioration de la forêt riveraine résultant de l’ intensification de l’exploitation forestière (Linder et Ostlund 1998, Fridman et Walheim 2000); l’ apport massif des DLG suite à une augmentation du niveau d’eau dû à la drave et l’enlèvement des DLG associé à l’ urbanisation autour des lacs (Marbourg et al. 2006, Francis et al. 2007). Ces perturbations ont notamment pour conséquence une altération du rythme des apports en OLG dans la zone littorale de ces plans d ‘eau (Marburg et al. 2006, Sass et al. 2006).

Projet à l’étude À l’ heure actuelle, très peu d ‘études ont porté sur l’importance écologique des OLG dans les systèmes lentiques. Sass et al. (2006) ont montré l’ importance de ces OLG pour les communautés des poissons. Ainsi, suite à l’enlèvement d ‘ une grande partie des OLG dans un lac du Wisconsin, ils ont constaté une forte diminution dans le recrutement des poissons. L’importance écologique des OLG pour les macroinvertébrés a par ailleurs été documentée par Bowen et al. (1998). Ils ont étudié la composition d ‘ une communauté de macroinvertébrés associés aux DLG dans la zone littorale de deux lacs en Ontario en été, et ont étudié l’utilisation du biofilm comme source de nourriture pour ces organismes. En introduisant aussi des substrats remplaçant les DLG naturels, ils ont obtenu une colonisation rapide de ces substrats par les macro invertébrés, avec de densités encore plus élevées que les densités trouvées sur les DLG naturels. Cela suggérerait toute l’importance écologique des OLG aquatiques pour les macroinvertébrés. Cependant, on ne connaît pratiquement rien du rôle écologique des DLG dans les lacs, notamment leur influence sur le fonctionnement et la structure spatiale et temporelle des communautés de macroinvertébrés. La présente étude vise donc à documenter la structure des communautés de macroinvertébrés associées aux OLG de l’espèce thuya submergés en zone littorale dans un lac de la forêt boréale.

Table des matières

RÉSUMÉ
TABLE DES MATIÈRES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
INTRODUCTION GÉNÉRALE
Zone littorale et couplage entre les écosystèmes aquatique – terrestre
Structure et fonctions des DLG dans les écosystèmes forestiers
Importance des DLG dans les écosystèmes logiques et lentisques
Les DLG aquatiques comme habitat
Les DLG aquatiques comme source de nourriture
Importance des macroinvertébrés dans les lacs
Perturbations d ‘origine anthropique
Projet à l’étude
COARSE WOODY DEBRIS IN THE LITTORAL ZONE OF BOREAL LAKES: LIFESUPPORT STRUCTURES FOR MACROINVERTEBRA TES
Abstract.
Introduction
Methods
Study area
Sample collection
Laboratory processing
CWD cross dating
Statistical analyses
Results
Community composition
Densities, taxa number and diversity
Community structure
Community structure vs. environmental factors
Functional feeding groups
Age ofCWD
Discussion
CWD macroinvertebrate community
Functionalfeeding groups
Implications ofhuman impact
Conclusion
Acknowledgments
CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES
BIBLIOGRAPHIE

Télécharger le rapport complet