Do Changes in Current Flow as a Result of Arrays of Tidal Turbines Have an Effect on Benthic Communities?

Arrays of tidal energy converters have the potential to provide clean renewable energy for future generations. Benthic communities may, however, be affected by changes in current speeds resulting from arrays of tidal converters located in areas characterised by strong currents. Current speed, together with bottom type and depth, strongly influence benthic community distributions; however the interaction of these factors in controlling benthic dynamics in high energy environments is poorly understood. The Strangford Lough Narrows, the location of SeaGen, the world’s first single full-scale, grid-compliant tidal energy extractor, is characterised by spatially heterogenous high current flows. A hydrodynamic model was used to select a range of benthic community study sites that had median flow velocities between 1.5–2.4 m/s in a depth range of 25–30 m. 25 sites were sampled for macrobenthic community structure using drop down video survey to test the sensitivity of the distribution of benthic communities to changes in the flow field. A diverse range of species were recorded which were consistent with those for high current flow environments and corresponding to very tide-swept faunal communities in the EUNIS classification. However, over the velocity range investigated, no changes in benthic communities were observed. This suggested that the high physical disturbance associated with the high current flows in the Strangford Narrows reflected the opportunistic nature of the benthic species present with individuals being continuously and randomly affected by turbulent forces and physical damage. It is concluded that during operation, the removal of energy by marine tidal energy arrays in the far-field is unlikely to have a significant effect on benthic communities in high flow environments. The results are of major significance to developers and regulators in the tidal energy industry when considering the environmental impacts for site licences.

La face cachée de la dune : communautés fongiques du sol: dynamique, succession et interactions avec la végétation d’un écosystème dunaire côtier aux Îles de la Madeleine, Qc

Les écosystèmes dunaires remplissent plusieurs fonctions écologiques essentielles comme celle de protéger le littoral grâce à leur capacité d’amortissement face aux vents et vagues des tempêtes. Les dunes jouent aussi un rôle dans la filtration de l’eau, la recharge de la nappe phréatique, le maintien de la biodiversité, en plus de présenter un attrait culturel, récréatif et touristique. Les milieux dunaires sont très dynamiques et incluent plusieurs stades de succession végétale, passant de la plage de sable nu à la dune bordière stabilisée par l’ammophile à ligule courte, laquelle permet aussi l’établissement d’autres herbacées, d’arbustes et, éventuellement, d’arbres. Or, la survie de ces végétaux est intimement liée aux microorganismes du sol. Les champignons du sol interagissent intimement avec les racines des plantes, modifient la structure des sols, et contribuent à la décomposition de la matière organique et à la disponibilité des nutriments. Ils sont donc des acteurs clés de l’écologie des sols et contribuent à la stabilisation des dunes. Malgré cela, la diversité et la structure des communautés fongiques, ainsi que les mécanismes influençant leur dynamique écologique, demeurent relativement méconnus. Le travail présenté dans cette thèse explore la diversité des communautés fongiques à travers le gradient de succession et de conditions édaphiques d’un écosystème dunaire côtier afin d’améliorer la compréhension de la dynamique des sols en milieux dunaires. Une vaste collecte de données sur le terrain a été réalisée sur une plaine de dunes reliques se trouvant aux Îles de la Madeleine, Qc. J’ai échantillonné plus de 80 sites répartis sur l’ensemble de ce système dunaire et caractérisé les champignons du sol grâce au séquençage à haut débit. Dans un premier temps, j’ai dressé un portait d’ensemble des communautés fongiques du sol à travers les différentes zones des dunes. En plus d’une description taxonomique, les modes de vie fongiques ont été prédits afin de mieux comprendre comment les variations au niveau des communautés de champignons du sol peuvent se traduire en changements fonctionnels. J’ai observé un niveau de diversité fongique élevé (plus de 3400 unités taxonomiques opérationnelles au total) et des communautés taxonomiquement et fonctionnellement distinctes à travers un gradient de succession et de conditions édaphiques. Ces résultats ont aussi indiqué que toutes les zones des dunes, incluant la zone pionière, supportent des communautés fongiques diversifiées. Ensuite, le lien entre les communautés végétales et fongiques a été étudié à travers l’ensemble de la séquence dunaire. Ces résultats ont montré une augmentation claire de la richesse spécifique végétale, ainsi qu’une augmentation de la diversité des stratégies d’acquisition de nutriments (traits souterrains lié à la nutrition des plantes, soit mycorhizien à arbuscule, ectomycorhizien, mycorhizien éricoide, fixateur d’azote ou non spécialisé). J’ai aussi pu établir une forte corrélation entre les champignons du sol et la végétation, qui semblent tous deux réagir de façon similaire aux conditions physicochimiques du sol. Le pH du sol influençait fortement les communautés végétales et fongiques. Le lien observé entre les communautés végétales et fongiques met l’emphase sur l’importance des interactions biotiques positives au fil de la succession dans les environnements pauvres en nutriments. Finalement, j’ai comparé les communautés de champignons ectomycorhiziens associées aux principales espèces arborescentes dans les forêts dunaires. J’ai observé une richesse importante, avec un total de 200 unités taxonomiques opérationnelles ectomycorhiziennes, appartenant principalement aux Agaricomycètes. Une analyse de réseaux n’a pas permis de détecter de modules (c'est-à-dire des sous-groupes d’espèces en interaction), ce qui indique un faible niveau de spécificité des associations ectomycorhiziennes. De plus, je n’ai pas observé de différences en termes de richesse ou de structure des communautés entre les quatre espèces hôtes. En conclusion, j’ai pu observer à travers la succession dunaire des communautés diversifiées et des structures distinctes selon la zone de la dune, tant chez les champignons que chez les plantes. La succession semble toutefois moins marquée au niveau des communautés fongiques, par rapport aux patrons observés chez les plantes. Ces résultats ont alimenté une réflexion sur le potentiel et les perspectives, mais aussi sur les limitations des approches reposant sur le séquençage à haut-débit en écologie microbienne.

Impacts des dépositions atmosphériques de fer sur les assemblages phytoplanctoniques et la production de diméthylsulfure dans le Pacifique Nord-Est contemporain et dans le contexte de l’acidification des océans

La croissance du phytoplancton est limitée par les faibles concentrations de fer (Fe) dans près de 40% de l’océan mondial. Le Pacifique subarctique Nord-Est représente une de ces zones limitées en fer et désignées High Nutrient - Low Chlorophyll (HNLC). Cet écosystème, dominé par des cellules de petite taille telles les prymnésiophytes, est caractérisé par de très faibles concentrations estivales de chlorophylle a et de fortes concentrations de macronutriments. Il a été maintes fois démontré que les ajouts de fer, sous différentes formes chimiques (habituellement FeSO4), dans les zones HNLC, stimulent la croissance et modifient la structure des communautés planctoniques en favorisant la croissance des cellules de grande taille, notamment les diatomées. Ces effets sur la communauté planctonique ont le potentiel d’influencer les grands mécanismes régulateurs du climat, tels la pompe biologique de carbone et la production de diméthylsulfure (DMS). Les poussières provenant des déserts du nord de la Chine sont reconnues depuis longtemps comme une source sporadique importante de fer pour le Pacifique Nord-Est. Malgré leur importance potentielle, l’influence directe exercée par ces poussières sur l’écosystème planctonique de cette zone HNLC n’a jamais été étudiée. Il s’agit d’une lacune importante puisque le fer associé aux poussières est peu soluble dans l’eau de mer, que la proportion biodisponible n’est pas connue et que les poussières peuvent avoir un effet inhibiteur chez le phytoplancton. Cette thèse propose donc, dans un premier temps, de mesurer pour la première fois l’effet de la fertilisation de la communauté planctonique du Pacifique Nord-Est par un gradient de concentrations de poussières désertiques naturelles. Cette première expérimentation a démontré que le fer contenu dans les poussières asiatiques est biodisponible et qu’une déposition équivalente à celles prenant place au printemps dans le Pacifique Nord-Est peut résulter en une stimulation significative de la prise de nutriments et de la croissance du phytoplancton. Mes travaux ont également montré que l’ajout de 0,5 mg L-1 de poussières peut résulter en la production d’autant de biomasse algale que l’ajout de FeSO4, l’espèce chimique utilisée lors des expériences d’enrichissement en fer à grande échelle. Cependant, les ajouts de FeSO4 favorisent davantage les cellules de petite taille que les ajouts de poussières, observation démontrant que le FeSO4 n’est pas un proxy parfait des poussières asiatiques. Dans un deuxième temps, je me suis intéressée à une source alternative de fer atmosphérique, les cendres volcaniques. Mon intérêt pour cette source de fer a été attisé par les observations d’une floraison spectaculaire dans le Pacifique Nord-Est, ma région d’étude, associée à l’éruption de 2008 du volcan Kasatochi dans les îles Aléoutiennes. Forte de mon expérience sur les poussières, j’ai quantifié l’effet direct de ces cendres volcaniques sur la communauté planctonique du Pacifique Nord-Est. Mes résultats ont montré que le fer contenu dans les cendres volcaniques est également biodisponible pour le phytoplancton. Ils ont également montré que cette source de fer peut être aussi importante que les poussières désertiques dans la régulation de la croissance du phytoplancton dans cette partie de l’océan global à l’échelle millénaire. Dans un troisième temps, j’ai estimé comment l’acidification des océans modulera les réponses des communautés planctoniques aux dépositions naturelles de fer mises en évidence lors de mes expériences précédentes. Pour ce faire, j’ai effectué des enrichissements de poussière dans de l’eau de mer au pH actuel de 8.0 et dans l’eau de mer acidifiée à un pH de 7.8. Mes résultats ont montré une diminution du taux de croissance du phytoplancton dans le milieu acidifié mais pas de changement notable dans la structure de la communauté. Les ajouts de poussières et de cendres, de même que les variations de pH, n’ont pas eu d’effet significatif sur la production de DMS et de son précurseur le diméthylsulfoniopropionate (DMSP), probablement en raison de la courte durée (4 jours) des expériences. L’ensemble des résultats de cette thèse montre que le fer contenu dans diverses sources atmosphériques naturelles est biodisponible pour le phytoplancton du Pacifique Nord-Est et que des taux de déposition réalistes peuvent stimuler la croissance de manière notable dans les premiers jours suivant une tempête désertique ou une éruption volcanique. Finalement, les résultats de mes expériences à stresseurs multiples Fer/acidification suggèrent une certaine résistance des communautés phytoplanctoniques à la diminution du pH prédite d’ici la fin du siècle pour les eaux de surface des océans.

L’ichtyofaune dans l’organisation biologique d’un système paralique de type lagunaire, la Ria d’Aveiro (Portugal), en 1987-1988 et 1999-2000

Cette étude concerne un écosystème paralique, la lagune d’Aveiro (Portugal). Elle vise à déterminer l’organisation des peuplements de poissons en fonction des caractéristiques et du fonctionnement de cet écosystème. L’ichtyofaune a été échantillonnée mensuellement en 10 stations d’août 1987 à juillet 1988 et de janvier 1999 à décembre 2000, avec une seine de plage traditionnelle. La répartition des peuplements de poissons est étudiée au moyen de descripteurs populationnels (richesses spécifique et familiale, densité, biomasse et indice de diversité) et d’analyses statistiques (groupements et ordination). La lagune d’Aveiro présente de fortes variations, dans l’espace et le temps, de ses paramètres physico- chimiques reflétant ainsi les variations climatiques annuelles. Si l’on considère la mobilité des poissons et la géomorphologie et l’hydrologie du système étudié, nous pouvions nous attendre à une forte homogénéité de la distribution des poissons. À l’inverse, une diminution de l’influence marine a pour conséquence une diminution des richesses spécifiques et familiales, de la densité et de la biomasse. Nous avons également observé une modification de composition de l’assemblage de poissons et la présence d’espèces dominantes caractéristiques des différents niveaux de confinement (taux de renouvellement des eaux marines en un point donné du système). Le peuplement de poissons présente une organisation semblable à la zonation biologique, indépendamment des paramètres physico-chimiques tels que la salinité, décrite par la macrofaune benthique et induite par le confinement. La comparaison des résultats avec des données obtenues douze ans plus tôt, montre que l’organisation générale de la lagune est demeurée inchangée, illustrant ainsi la stabilité des écosystèmes paraliques. De plus, des modifications du niveau de confinement dans les marges nord et sud, induites principalement par des changements locaux de l’hydrodynamisme, ont été constatées. Le déconfinement de la zone nord est la conséquence de l’entretien des canaux de navigation par dragage. À l’inverse, le confinement de la zone sud est l’évolution naturelle des bassins paraliques soumis souvent à une sédimentation élevée et rapide. Cette étude montre que l’organisation du peuplement de poissons valide le concept du confinement pour l’organisation biologique des milieux paraliques, et peut être employé pour expliquer les changements de ces écosystèmes.

Invertebrados aquáticos no detrito de Salvinia herzogii de la Sota em lagos rasos do sul do Brasil

A colonização por invertebrados aquáticos no detrito de Salvinia herzogii foi estudada em dois lagos rasos subtropicais de diferentes estados tróficos (eutrófico e oligotrófico) localizados no campus Carreiros da Universidade Federal do Rio Grande, extremo sul do Brasil. Aproximadamente 6g (peso úmido) de S. herzogii foram incubados em experimentos com litter bags (30 X 20 cm com 10 mm de malha) e a decomposição do detrito acompanhada durante 110 dias (entre setembro de 2008 e janeiro de 2009), período no qual o detrito decompôs-se cerca de 95%. Quatro réplicas foram retiradas após os intervalos de 1, 30, 60, 90 e 110 dias de incubação e o detrito foi limpo em água corrente sob peneira de 250µm de malha para que fossem retidos os organismos e depois fixados em álcool 80%. As plantas depois de limpas foram secas à 60ºC por 72 horas para obtenção do peso seco, depois trituradas, para as análises de nitrogênio e fósforo total e para obtenção do peso seco livre de cinzas, equivalente a porcentagem de massa remanescente (%R). Os invertebrados foram identificados até o menor nível taxonômico possível e depositados na coleção de Invertebrados Límnicos – ICB - FURG. Para cada amostra foram calculadas a riqueza e a densidade de táxons, os índices de diversidade de Shannon - Wiener (H’), homogeneidade de Pielou (J). Para determinar qual grupo de invertebrados foi mais importante para a estruturação da comunidade em cada lago, foi realizada a análise de espécies indicadoras (indicator especies analysis). Um total de 32.399 organismos distribuídos em 38 táxons foram registrados para os lagos estudados. Dezoito táxons foram comuns entre os lagos em cada experimento. Um total de 1.449.612 ind. 100g PS no ambiente eutrófico e 372.380 ind. 100g PS para o ambiente oligotrófico foi registrado (p=0,4771). O táxon mais abundante encontrado para o lago eutrófico foi Goeldichironomus (Chironomidae; 81% de todos os organismos coletados), enquanto queno lago oligotrófico, o táxon mais abundante foi Caenis (Caenidae; 29,1% de todos os organismos coletados). A colonização do detrito foi rápida, nas primeiras 24 horas foram registrados 10 táxons nos lagos eutrófico e oligotrófico, sendo os predadores o grupo dominante (52 e 70%, respectivamente) neste período. Durante o período do experimento,no lago eutrófico, os coletores-catadores foram os mais abundantes (91,2 % do número total de organismos), seguido de coletores-filtradores (4,7 %) e predadores (3,5 %). No lago oligotrófico, os coletores-catadores foram os mais abundantes (34,1 % do número total de organismos), seguido de predadores (26,8 %), raspadores (24,9 %) e fragmentadores (10,5 %). O Índice de diversidade acompanhou os aumentos de densidade durante os experimentos, sendo que o valor máximo observado foi no lago oligotrófico(H’=2,31) no 60º dia de incubação, enquanto que o menor valor foi registrado para o lago eutrófico (H’=0,19) no 110º dia de incubação. A taxa de decomposição de S. herzogii foi diferente no lago eutrófico (k = 0,019; R2 = 0,88) e oligotrófico (k = 0,021; R2 = 0,81),porém essa diferença não foi significativa (ANCOVA; F = 6,38 e p = 0,6755).

Estrutura da comunidade arbórea e suas relações com fatores edáficos na floresta de restinga paludosa da Estrada Velha, Rio Grande, Rio Grande do Sul

(Estrutura da comunidade arbórea e suas relações com fatores edáficos na floresta de restinga paludosa da estrada Velha, Rio Grande, Rio Grande do Sul). O presente estudo tem como objetivo estudar a estrutura da comunidade arbórea da floresta de restinga paludosa da Estrada Velha (32º07’S; 52º09’W) localizada no município do Rio Grande, na Planície Costeira do Rio Grande do Sul e suas correlações com fatores edáficos. Para a amostragem do componente arbóreo foram demarcadas três transecções paralelas, ao longo das quais foram alocadas 30 unidades amostrais de 10m X 10m, de forma não contígua e amostrados todos os indivíduos com perímetro a altura do peito maior ou igual a 15 cm. Foram coletadas amostras de solo para análises químicas e granulométricas e realizadas medidas da coluna d’água nas unidades amostrais. Os principais parâmetros fitossociológicos foram estimados para descrever a estrutura da floresta, bem como os índices de Diversidade de Shannon (H’) e de Equabilidade de Pielou (J’). A similaridade com outras florestas no Rio Grande do Sul foi estimada pelo índice de Jaccard (ISj). As relações entre a abundância das espécies nas unidades amostrais e fatores edáficos foram avaliadas por meio de análise de componentes principais (PCA) e análise de correspondência canônica (CCA). Foram registrados 585 indivíduos distribuídos em 19 espécies, 17 gêneros e 16 famílias. A família com maior riqueza específica foi Moraceae e as espécies com maiores valores de importância foram Citronela gongonha (Mart.) R.A. Howard, Erythrina crista-galli L., Sebastiania brasiliensis Spreng., Ficus cestrifolia Schott. e Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassman. O Índice de diversidade foi 1,99 nat.ind-1 e o de Equabilidade foi 0,68. As análises multivariadas de ordenação evidenciaram um gradiente de distribuição das espécies correlacionado principalmente com a densidade de C. gongonha e fatores edáficos como pH, Ca, CTC(t), MO, K e nível de alagamento. O componente arbóreo mostrou similaridade florística (ISj) com outras florestas paludosas localizadas em maiores latitudes no Estado.

Marine protist diversity in European coastal waters and sediments as revealed by high-throughput sequencing

Although protists are critical components of marine ecosystems, they are still poorly characterized. Here we analysed the taxonomic diversity of planktonic and benthic protist communities collected in six distant European coastal sites. Environmental deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA) from three size fractions (pico-, nano- and micro/mesoplankton), as well as from dissolved DNA and surface sediments were used as templates for tag pyrosequencing of the V4 region of the 18S ribosomal DNA. Beta-diversity analyses split the protist community structure into three main clusters: picoplankton-nanoplankton-dissolved DNA, micro/mesoplankton and sediments. Within each cluster, protist communities from the same site and time clustered together, while communities from the same site but different seasons were unrelated. Both DNA and RNA-based surveys provided similar relative abundances for most class-level taxonomic groups. Yet, particular groups were overrepresented in one of the two templates, such as marine alveolates (MALV)-I and MALV-II that were much more abundant in DNA surveys. Overall, the groups displaying the highest relative contribution were Dinophyceae, Diatomea, Ciliophora and Acantharia. Also, well represented were Mamiellophyceae, Cryptomonadales, marine alveolates and marine stramenopiles in the picoplankton, and Monadofilosa and basal Fungi in sediments. Our extensive and systematic sequencing of geographically separated sites provides the most comprehensive molecular description of coastal marine protist diversity to date.

What influences fungal communities in cotton soils

Soilborne diseases such as Fusarium wilt, Black root rot and Verticillium wilt have significant impact on cotton production. Fungi are an important component of soil biota with capacity to affect pathogen inoculum levels and their disease causing potential. Very little is known about the soil fungal community structure and management effects in Australian cotton soils. We analysed surface soils from ongoing field experiments monitoring cotton performance and disease incidence in three cotton growing regions, collected prior to 2013 planting, for the genetic diversity and abundance as influenced by soil type, environment and management practices and link it with disease incidence and suppression. Results from the 28S LSU rRNA sequencing based analysis indicated a total of 370 fungal genera in all the cotton soils and the top 25 genera in abundance accounted for the major portion of total fungal community. There were significant differences in the composition and genetic diversity of soil fungi between the different field sites from the three cotton growing regions. Results for diversity indices showed significantly greater diversity in the long-term crop rotation experiment at Narrabri (F6E) and experiments at Cowan and Goondiwindi compared to the Biofumigation and D1 field experiments at ACRI, Narrabri. Diversity was lowest in the soils under brassica crop rotation in Biofumigation experiment. Overall, the diversity and abundance of soil fungal community varied significantly in the three cotton growing regions indicating soil type and environmental effects. These results suggest that changes in soil fungal community may play a notable role in soilborne disease incidence in cotton.

Avaliação da toxicidade de florações naturais e de cultura de cianobactérias: efeitos sobre Ceriodaphnia silvestri (Crustacea, Cladocera)

The incidence of toxic cyanobacterial blooms is one of the important consequences of eutrophication in aquatic ecosystems. It is a very common phenomenon in reservoirs and shrimp ponds in the State of Rio Grande do Norte (RN), Brazil. Cyanobacterias produce toxins which can affect aquatic organisms and men trough the food chain. Aiming to contribute to the studies of cyanobacterias in RN, we propose: a) to evaluate the toxicity of isolated cyanobacterias in important fresh-water environments; and b) to verify the effects of both natural and cultured blooms occurred in reservoirs for human supply and in the cladoceran Ceriodaphnia silvestrii. This study was carried out using samples of natural blooms occurred between March and October of 2004 in Gargalheiras Dam (08º L e 39º W), in July of 2004 in Armando Ribeiro Gonçalves Dam (06o S e 37o W) and in commercial shrimp ponds (Litopenaeus vannamei) located in fresh-water environments. The samples were collected with plankton net (20µm.) for identification, isolation and obtaining of phytoplanktonic biomass for liophilization and later toxicity bioassays. The toxicity of cultured samples and natural blooms was investigated through bioassays in Swiss mice. Quantification of cyanobacteria in samples was conducted following the Ütermol method, with 300mL samples fixed with lugol. The toxicity test with Ceriodaphnia silvestrii followed ABNT, 2001 recommendations, and were accomplished with natural hepatotoxic bloom s samples and cultured samples of both non-toxic and neurotoxic C. raciborskii. In this test, five newborns, aged between 6 and 24 hours, were exposed to different concentrations (0 a 800 mg.L-1) of crude cyanobacterial extracts during 24 and 48 hours. Three replicates were used per treatment. The pH, temperature and dissolved oxygen at the beginning and after 24 and 48hours from the test were measured. We estimated the CL50 through the Trimmed Spearman-Karber method. The blooms were constituted by Microcystis panniformis, M. aeruginosa, Anabaena circinalis, Cylindrospermopsis raciborskii and Planktothrix agardhii, producers of mycrocistin-LR confirmed with HPLC analysis. Samples of hepatotoxic blooms registered toxinogenic potential for C. silvestrii, with CL50-24h value of 47.48 mg.L-1 and CL5048h of 38.15 mg.L-1 for GARG samples in march/2005; CL50-24h of 113,13 mg.L-1 and CL5048h of 88,24 mg.L-1 for ARG July/2004; CL50-24h of 300.39 mg.L-1 and CL50-48h of 149.89 mg.L-1 for GARG October/2005. For cultured samples, values of CL50-24h and CL50-48h for C. raciborskii toxic strains were 228.05 and 120.28 mg.L-1, respectively. There was no mortality of C. silvestrii during the tests with non-toxic C. raciborskii strain. The toxicity test with C. silvestrii presented good sensitivity degree to cyanotoxins. The toxicity of natural hepatotoxic blooms samples (microcystins) and cultured neurotoxic saxitoxins producer samples analyzed in this study give us strong indications of that toxin s influence on the zooplanktonic community structure in tropical aquatic environments. Eleven cyanobacteria strains were isolated, representing 6 species: Anabaenopsis sp., Cylindrospermopsis raciborskii, Chroococcus sp., Microcystis panniformis, Geitlerinema unigranulatum e Planktothrix agardhii. None presented toxicity in Swiss mice. The strains were catalogued and deposited in the Laboratório de Ecologia e Toxicologia de Organismos Aquáticos (LETMA), in UFRN, and will be utilized in ecotoxicológical and ecophysiological studies, aiming to clarify the causes and control of cyanobacterial blooms in aquatic environments in RN. This state s reservoirs must receive broader attention from the authorities, considering the constant blooms occurring in waters used for human consumption

Long term repeated fire disturbance alters soil bacterial diversity but not the abundance in an Australian wet sclerophyll forest

Effects of fire on biogeochemical cycling in terrestrial ecosystem are widely acknowledged, while few studies have focused on the bacterial community under the disturbance of long-term frequent prescribed fire. In this study, three treatments (burning every two years (B2), burning every four years (B4) and no burning (B0)) were applied for 38 years in an Australian wet sclerophyll forest. Results showed that bacterial alpha diversity (i.e. bacterial OTU) in the top soil (0-10 cm) was significantly higher in the B2 treatment compared with the B0 and B4 treatments. Non-metric multidimensional analysis (NMDS) of bacterial community showed clear separation of the soil bacterial community structure among different fire frequency regimes and between the depths. Different frequency fire did not have a substantial effect on bacterial composition at phylum level or bacterial 16S rRNA gene abundance. Soil pH and C:N ratio were the major drivers for bacterial community structure in the most frequent fire treatment (B2), while other factors (EC, DOC, DON, MBC, NH 4 +, TC and TN) were significant in the less frequent burning and no burning treatments (B4 and B0). This study suggested that burning had a dramatic impact on bacterial diversity but not abundance with more frequent fire.

Preliminary assessment of the artisanal fishery sector around Lac Maï-Ndombe in the Lac Tele-Lac Tumba (LTL) CARPE Landscape

The WorldFish Center was contracted by the World Wide Fund for Nature (WWF) to lead a preliminary assessment of the Lac Maï-Ndombe fishery, one of three water bodies for which such an assessment will be completed in the Lac Tele-Lac Tumba Landscape of the CARPE program. Between Aug.29-Sept.5, 2007, a joint WorldFish Center-WWF team traveled to Lac Maï-Ndombe in Bandundu Province, and conducted an analysis of the conditions surrounding the fishery and fisherfolk livelihoods in a total of 19 villages and camps. Included in this assessment were preliminary analyses of market-chain networks and stakeholders’ receptivity to NGO capacity-building to improve commercialization of fish catches and/or to introduce local fisheries management regimes. While perceptions of declining fish stocks prevail, the absence of changes in reported fish sizes bring into doubt any urgent need for fishery management interventions. However, lacking scientific fish population structure data the team would not recommend any NGO interventions to increase fishing effort. Lac Maï-Ndombe fisherfolk have highly diversified levels of dependence on fishing, and while there is evidence that some stakeholder groups are flourishing, the majority of the fishery appears to be characterized by a livelihood insecurity and a lack of capital. This limits fishers’ abilities to negotiate with transporters and with Kinshasa-based market brokers, and in combination with a heavy burden of rent-seeking behavior by civil servants, this condition forces over half of the fishers to sell their fish and buy all manufactured products through local intermediaries at disadvantageous prices.

Survey on the digenean and monogenean helminthes of clupeidae (teleosts) from southern part of Caspian Sea

The helminthes parasites fauna of 313 specimens of Caspian herrings (Clupeonella cultriventris, Clupeonella engrauliformis, Clupeonella grimmi) caught from catching localities situated in southeast of Caspian Sea Were investigated during winter 2008 until autumn 2009. A total of 3 helminthes species were found. They were including Pseudopentagramma symmetrica from intestine (mid gut, hind gut and cecae) Bunocotyle cingulata in intestine, Mazocreas alosae the only monogenean with Marine origin in the gills of infected specimens. In addition to two zoonotic species including Contracecum sp. and Anisakis sp. in digestive system, muscle and ovary and an Acanthocephal, Corynosoma strumosum in intestine which were previously reported. We can conclude that the main characteristic of the helminthes parasites community of Clupeidae species studied is the dominance of the endoparasites species due mainly to the digenean Pseudopentagramma symmetrica and Bunocotyle cingulata and the relative scarcity of ectohelminthes fauna. In this paper the latest data of helminthes fauna and community ecology of digenean of Clupeidae species are presented and the community structure of Pseudopentagramma symmetrica is discussed.

Cogestion des ressources naturelles : une approche structurale pour quantifier la contribution des réseaux d'acteurs à la résilience des systèmes socio-écologiques

Alors que les activités anthropiques font basculer de nombreux écosystèmes vers des régimes fonctionnels différents, la résilience des systèmes socio-écologiques devient un problème pressant. Des acteurs locaux, impliqués dans une grande diversité de groupes — allant d’initiatives locales et indépendantes à de grandes institutions formelles — peuvent agir sur ces questions en collaborant au développement, à la promotion ou à l’implantation de pratiques plus en accord avec ce que l’environnement peut fournir. De ces collaborations répétées émergent des réseaux complexes, et il a été montré que la topologie de ces réseaux peut améliorer la résilience des systèmes socio-écologiques (SSÉ) auxquels ils participent. La topologie des réseaux d’acteurs favorisant la résilience de leur SSÉ est caractérisée par une combinaison de plusieurs facteurs : la structure doit être modulaire afin d’aider les différents groupes à développer et proposer des solutions à la fois plus innovantes (en réduisant l’homogénéisation du réseau), et plus proches de leurs intérêts propres ; elle doit être bien connectée et facilement synchronisable afin de faciliter les consensus, d’augmenter le capital social, ainsi que la capacité d’apprentissage ; enfin, elle doit être robuste, afin d’éviter que les deux premières caractéristiques ne souffrent du retrait volontaire ou de la mise à l’écart de certains acteurs. Ces caractéristiques, qui sont relativement intuitives à la fois conceptuellement et dans leur application mathématique, sont souvent employées séparément pour analyser les qualités structurales de réseaux d’acteurs empiriques. Cependant, certaines sont, par nature, incompatibles entre elles. Par exemple, le degré de modularité d’un réseau ne peut pas augmenter au même rythme que sa connectivité, et cette dernière ne peut pas être améliorée tout en améliorant sa robustesse. Cet obstacle rend difficile la création d’une mesure globale, car le niveau auquel le réseau des acteurs contribue à améliorer la résilience du SSÉ ne peut pas être la simple addition des caractéristiques citées, mais plutôt le résultat d’un compromis subtil entre celles-ci. Le travail présenté ici a pour objectifs (1), d’explorer les compromis entre ces caractéristiques ; (2) de proposer une mesure du degré auquel un réseau empirique d’acteurs contribue à la résilience de son SSÉ ; et (3) d’analyser un réseau empirique à la lumière, entre autres, de ces qualités structurales. Cette thèse s’articule autour d’une introduction et de quatre chapitres numérotés de 2 à 5. Le chapitre 2 est une revue de la littérature sur la résilience des SSÉ. Il identifie une série de caractéristiques structurales (ainsi que les mesures de réseaux qui leur correspondent) liées à l’amélioration de la résilience dans les SSÉ. Le chapitre 3 est une étude de cas sur la péninsule d’Eyre, une région rurale d’Australie-Méridionale où l’occupation du sol, ainsi que les changements climatiques, contribuent à l’érosion de la biodiversité. Pour cette étude de cas, des travaux de terrain ont été effectués en 2010 et 2011 durant lesquels une série d’entrevues a permis de créer une liste des acteurs de la cogestion de la biodiversité sur la péninsule. Les données collectées ont été utilisées pour le développement d’un questionnaire en ligne permettant de documenter les interactions entre ces acteurs. Ces deux étapes ont permis la reconstitution d’un réseau pondéré et dirigé de 129 acteurs individuels et 1180 relations. Le chapitre 4 décrit une méthodologie pour mesurer le degré auquel un réseau d’acteurs participe à la résilience du SSÉ dans lequel il est inclus. La méthode s’articule en deux étapes : premièrement, un algorithme d’optimisation (recuit simulé) est utilisé pour fabriquer un archétype semi-aléatoire correspondant à un compromis entre des niveaux élevés de modularité, de connectivité et de robustesse. Deuxièmement, un réseau empirique (comme celui de la péninsule d’Eyre) est comparé au réseau archétypique par le biais d’une mesure de distance structurelle. Plus la distance est courte, et plus le réseau empirique est proche de sa configuration optimale. La cinquième et dernier chapitre est une amélioration de l’algorithme de recuit simulé utilisé dans le chapitre 4. Comme il est d’usage pour ce genre d’algorithmes, le recuit simulé utilisé projetait les dimensions du problème multiobjectif dans une seule dimension (sous la forme d’une moyenne pondérée). Si cette technique donne de très bons résultats ponctuellement, elle n’autorise la production que d’une seule solution parmi la multitude de compromis possibles entre les différents objectifs. Afin de mieux explorer ces compromis, nous proposons un algorithme de recuit simulé multiobjectifs qui, plutôt que d’optimiser une seule solution, optimise une surface multidimensionnelle de solutions. Cette étude, qui se concentre sur la partie sociale des systèmes socio-écologiques, améliore notre compréhension des structures actorielles qui contribuent à la résilience des SSÉ. Elle montre que si certaines caractéristiques profitables à la résilience sont incompatibles (modularité et connectivité, ou — dans une moindre mesure — connectivité et robustesse), d’autres sont plus facilement conciliables (connectivité et synchronisabilité, ou — dans une moindre mesure — modularité et robustesse). Elle fournit également une méthode intuitive pour mesurer quantitativement des réseaux d’acteurs empiriques, et ouvre ainsi la voie vers, par exemple, des comparaisons d’études de cas, ou des suivis — dans le temps — de réseaux d’acteurs. De plus, cette thèse inclut une étude de cas qui fait la lumière sur l’importance de certains groupes institutionnels pour la coordination des collaborations et des échanges de connaissances entre des acteurs aux intérêts potentiellement divergents.

La face cachée de la dune : communautés fongiques du sol: dynamique, succession et interactions avec la végétation d’un écosystème dunaire côtier aux Îles de la Madeleine, Qc

Les écosystèmes dunaires remplissent plusieurs fonctions écologiques essentielles comme celle de protéger le littoral grâce à leur capacité d’amortissement face aux vents et vagues des tempêtes. Les dunes jouent aussi un rôle dans la filtration de l’eau, la recharge de la nappe phréatique, le maintien de la biodiversité, en plus de présenter un attrait culturel, récréatif et touristique. Les milieux dunaires sont très dynamiques et incluent plusieurs stades de succession végétale, passant de la plage de sable nu à la dune bordière stabilisée par l’ammophile à ligule courte, laquelle permet aussi l’établissement d’autres herbacées, d’arbustes et, éventuellement, d’arbres. Or, la survie de ces végétaux est intimement liée aux microorganismes du sol. Les champignons du sol interagissent intimement avec les racines des plantes, modifient la structure des sols, et contribuent à la décomposition de la matière organique et à la disponibilité des nutriments. Ils sont donc des acteurs clés de l’écologie des sols et contribuent à la stabilisation des dunes. Malgré cela, la diversité et la structure des communautés fongiques, ainsi que les mécanismes influençant leur dynamique écologique, demeurent relativement méconnus. Le travail présenté dans cette thèse explore la diversité des communautés fongiques à travers le gradient de succession et de conditions édaphiques d’un écosystème dunaire côtier afin d’améliorer la compréhension de la dynamique des sols en milieux dunaires. Une vaste collecte de données sur le terrain a été réalisée sur une plaine de dunes reliques se trouvant aux Îles de la Madeleine, Qc. J’ai échantillonné plus de 80 sites répartis sur l’ensemble de ce système dunaire et caractérisé les champignons du sol grâce au séquençage à haut débit. Dans un premier temps, j’ai dressé un portait d’ensemble des communautés fongiques du sol à travers les différentes zones des dunes. En plus d’une description taxonomique, les modes de vie fongiques ont été prédits afin de mieux comprendre comment les variations au niveau des communautés de champignons du sol peuvent se traduire en changements fonctionnels. J’ai observé un niveau de diversité fongique élevé (plus de 3400 unités taxonomiques opérationnelles au total) et des communautés taxonomiquement et fonctionnellement distinctes à travers un gradient de succession et de conditions édaphiques. Ces résultats ont aussi indiqué que toutes les zones des dunes, incluant la zone pionière, supportent des communautés fongiques diversifiées. Ensuite, le lien entre les communautés végétales et fongiques a été étudié à travers l’ensemble de la séquence dunaire. Ces résultats ont montré une augmentation claire de la richesse spécifique végétale, ainsi qu’une augmentation de la diversité des stratégies d’acquisition de nutriments (traits souterrains lié à la nutrition des plantes, soit mycorhizien à arbuscule, ectomycorhizien, mycorhizien éricoide, fixateur d’azote ou non spécialisé). J’ai aussi pu établir une forte corrélation entre les champignons du sol et la végétation, qui semblent tous deux réagir de façon similaire aux conditions physicochimiques du sol. Le pH du sol influençait fortement les communautés végétales et fongiques. Le lien observé entre les communautés végétales et fongiques met l’emphase sur l’importance des interactions biotiques positives au fil de la succession dans les environnements pauvres en nutriments. Finalement, j’ai comparé les communautés de champignons ectomycorhiziens associées aux principales espèces arborescentes dans les forêts dunaires. J’ai observé une richesse importante, avec un total de 200 unités taxonomiques opérationnelles ectomycorhiziennes, appartenant principalement aux Agaricomycètes. Une analyse de réseaux n’a pas permis de détecter de modules (c'est-à-dire des sous-groupes d’espèces en interaction), ce qui indique un faible niveau de spécificité des associations ectomycorhiziennes. De plus, je n’ai pas observé de différences en termes de richesse ou de structure des communautés entre les quatre espèces hôtes. En conclusion, j’ai pu observer à travers la succession dunaire des communautés diversifiées et des structures distinctes selon la zone de la dune, tant chez les champignons que chez les plantes. La succession semble toutefois moins marquée au niveau des communautés fongiques, par rapport aux patrons observés chez les plantes. Ces résultats ont alimenté une réflexion sur le potentiel et les perspectives, mais aussi sur les limitations des approches reposant sur le séquençage à haut-débit en écologie microbienne.

An Ecological Analysis of the Potential for Moss-Based Green Roof Design

Green roofs are a maturing application of best management practices for controlling urban stormwater runoff. The majority of green roofs are planted with drought resistant, higher plant species, such as the genus Sedum. However, other plant varieties, such as mosses, may be equally applicable. Residential roofs and natural terrestrial communities were sampled in both Maryland and Tennessee to determine moss community structure and species water composition. This served as a natural analog for potential green roof moss communities. During sampling, 21 species of moss were identified throughout the 37 total sites. The average percent moss cover and water composition across all roof sites was 40.7% and 38.6%, respectively and across all natural sites, 76.7% and 47.7%, respectively. Additional maximum water holding capacity procedures were completed on sedum and 19 of the 21 sampled moss species to assess their individual potential for stormwater absorption. Sedum species on average held 166% of their biomass in water, while moss species held 732%. The results of this study are used as a basis to propose moss species that will improve green roof performance.