A 10 year study at four sites of the middle course of the River Loire. I - Patterns of change in hydrological, physical and chemical variables in relation to algal biomass

Université Blaise Pascal, URA 138, Laboratoire de Biologie des Protistes, Hydrobiologie, 63177 Aubière Cedex, France

Abstract

The hydrobiological, physico-chemical characteristics and algal biomass were studied for ten years at the level of Dampierre-en-Burly, Saint-Laurent des Eaux and Chinon situated in the mean part of the River Loire from spring to Autumn. We proceeded to modelling data of 12 abiotic parameters and 1 biological parameter and then to graphical representation of Principal Component Analysis in order to determine the major characteristics of this part of the River. We examined the differences between the upstream and downstream sites and the average seasonal pattern of the River, and the between-months and between-years variability. The characteristics of the middle Loire are typical of an eutrophic river, nutrients were never depleted in these sites. Flow was the most influential factor on the changes in algal biomass. The inter-month analysis illustrated the displacements of the time course of the seasons from upstream to downstream. An increase of the algal biomass was observed from Dampierre-en-Burly to Saint-Laurent des Eaux in relation with the decrease in nutrients and silicate, while the algal biomass was globally lower at the downstream site of Chinon. The inter-month variability seemed to be higher than the inter-annual changes. These results will conduce to observe with more attention the seasonal succession of algae.

Résumé

Les caractéristiques hydrologiques et physico-chimiques de la Loire moyenne ont été suivies du printemps à l'automne au niveau de Dampierre-en-Burly, Saint-Laurent des Eaux et Chinon sur une période de dix années. Afin de déterminer, dans cette partie de fleuve, les caractéristiques présidant au développement de la biomasse algale d'amont en aval, 1 variable biotique et 12 variables abiotiques ont été modélisées, des Analyses en Composantes principales en ont permis la représentation graphique. La Loire moyenne est un fleuve typiquement eutrophe, dans lequel les éléments nutritifs ne sont pas limitants. Le débit est le facteur explicatif essentiel des changements de biomasse algale observés et l'analyse inter-mensuelle illustre le décallage saisonnier du développement algal qui se produit d'amont en aval. La biomasse algale augmente de Dampierre-en-Burly à Saint-Laurent des Eaux, parallèlement à la diminution des teneurs en nitrates, phosphates et silice. Cette biomasse est plus faible à Chinon, situé en aval. La variabilité inter-mensuelle est plus importante que la variabilité inter-annuelle. Les changements observés d'amont en aval, nous conduiront à étudier plus en détail la succession saisonnière des communautés algales.