La Anchoveta (Engraulis ringens J.): conocimiento actual sobre su biología ecología y pesquería

Describe la vida de la anchoveta que comprende reproducción, tasa de crecimiento, longevidad, nutrición y distribución de la especie en el tiempo. Fluctuaciones del stock, en base a las medidas de esfuerzo y captura.

Comportamiento alimentario de la merluza peruana durante el invierno de 1996. Crucero BIC SNP-1 9607-08

Se analizó la dieta de Merluccius gayi peruanus durante el invierno de 1996, agrupándose los individuos en intervalos de 5 cm de longitud para determinar la importancia de la presa, similitud alimentaría, ración de alimentación, variaciones alimentarias con la profundidad y relación predador-presa. La composición taxonómica de la dieta estuvo constituida por los grupos Pisces, Crustacea y Mollusca registrándose 14 tipos de presa. Al igual que en los años 1994-1995, resalta la total ausencia de Sardinops sagax sagax y el bajo nivel de importancia de Ctenosciaena peruviana, que tradicionalmente constituyen especies tróficas principales. Se determinaron tres unidades tróficas: la primera (21-30 cm) consume macrozooplancton; la segunda (31-40 cm) se alimenta de peces y macrozooplancton, destacando la anchoveta con una ración de 6,30 g.dia-1, y la tercera (de 41 cm a más) consume exclusivamente peces, destacando el canibalismo con una ración de 44,56 g.dia-1. No se han detectado cambios del tipo de alimento en relación a la profundidad de captura, mientras que las variaciones latitudinales obedecerían a las fluctuaciones del Frente Ecuatorial. En relación con estudios de serie de tiempo, se observó un desequilibrio trófico concordante con las variaciones oceanográficas en lo que va de la década.

Palynology of late-glacial and postglacial sediments in Georgian Bay, Ontario, Canada, as related to the Great Lakes history /

This investigation comprises three parts: (1) the source, mechanism of transport, and distribution of pollen, spores and other palynomorphs in Georgian Bay bottom sediments and a comparison of these data with the contemporary vegetation, (2) the relative significance of fluvial transportation of pollen and spores, and (3) the late- and postglacial history of vegetational and climatic changes in the Georgicin Bay region. Modem pollen and spore assemblages in Georgian Bay do reflect the surrovinding vegetation when preservation and pollen production by the different species are considered and accounted for. Relative pollen percentage and concentration isopoll patterns indicate that rivers contribute large quantities of pollen and spores to Georgian Bay. This is further substantiated by large amounts of pollen and spores which were caught in traps in the Moon, Muskoka, and Nottawasaga Rivers which flow into Georgian Bay. The majority of pollen and spores caught in these traps were washed into the rivers by surface water runoff and so reflect the vegetation of the watershed in a regional sense. In a 12.9 metre long sediment core from northeastern Georgian Bay the relative percentage and absolute pollen concentrations allow correlation of Georgian Bay Lake phases with climatic and forest history. Four distinct pollen zones are distinguished: zone GB IV which is the oldest, reflects the succession from open spruce woodland to boreal forest; zone GB III represents a period of pine-mixed hardwoods forests from about 10,000 to 7,500 years ago. A pine-maplehemlock association dominated in zone GB II, although during the culmination of postglacial warming about 4,000 to 5,000 years ago the Georgian Bay forests had a more deciduous character. Zone GB I clearly shows European man's disturbance of the forest by logging activities.

Sedimentology and stratigraphy of the Lower Silurian Grimsby formation, in subsurface, Lake Erie and Southwestern Ontario

Since the first offshore Lake Erie well was drilled in 1941, the Grimsby and Thorold formations of the Cataract Group have been economically important to the oil and gas industry of Ontario. The Cataract Group provides a significant amount of Ontario's gas production primarily from wells located on Lake Erie. The Grimsby - Thorold formations are the result of nearshore estuarine processes influenced by tides on a prograding shelf and are composed of subtidal channel complexes, discrete tidal channels, mud flats and non-marine deposits. Deposition was related to a regressive - transgressive cycle associated with eustatic sea level changes caused by the melting and resurgence of continental glaciation centred in Africa in the Late Ordovician/Early Silurian. Grimsby deposition began during a regression with the deposition of subtidal channel complexes incised into the marine deposits of the Cabot Head Formation. The presence of mud drapes and mud couplets suggest that these deposits were influenced by tides. These deposits dominate the lower half of the Grimsby. Deposition continued with a change from these subtidal channel complexes to laterally migrating, discrete, shallow tidal channels and mud flats. These were in turn overlain by the non-marine deposits of the Thorold Formation. Grimsby - Thorold deposition ended with a major transgression replacing siliciclastic deposition with primarily carbonate deposition. Sediment was sourced from the east and southeast and associated with a continuation of the Taconic Orogeny into the Early Silurian. The fluvial head of the estuary prograded from a shoreline that was located in western New York and western Pennsylvania running NNE-SSW and then turning NW-SE and paralleling the present day Lake Erie shoreline. iii The facies attributed to the Grimsby - Thorold formations can be ascribed to the three zones within the tripartite zonation suggested by Dalrymple et ale (1992) for estuaries, that is, a marine-dominated facies, a mixed energy facies, and a facies that is dominated by fluvial processes. Also, sediments within the Grimsby - Thorold are commonly fining upwards sequences which are common in estuarine settings whereas deltaic deposits are normally composed of coarsening upwards sequences in a vertical wedge shape with coarser material near the head. The only coarsening observed was in the Thorold Formation and attributed to non-marine deposition by palynological evidence. The presence of a lag deposit at the base of the sediments of the Grimsby Thorold formations suggests that they were incised into the Cabot Head Formation. Further, the thickness of Early Silurian sediments located between the top of the Queenston Formation, where Early Silurian sedimentation began, to the top of the Reynales - Irondequoit formation are constant whether the Grimsby - Thorold formations are present or not. Also, cross-sections using a sand body located in the Cabot Head Formation for correlation further imply that the Grimsby Formation has been incised into the previous deposits of the Cabot Head.

Sedimentology of the Sixteen Mile Creek Lagoon, Niagara Peninsula, Ontario, Canada

The effec s of relative water level changes in Lake Ontario were detected in the ysical, chemical and biological characteristics of the sediments of the Fifteen, Sixteen and Twenty Mile Creek lagoonal complexes. Regional environmental changes have occurred resulting in the following sequence of sediments in the three lagoons and marsh. From the base up they are; (I) Till,(2) Pink Clay, (3) Bottom Sand, (4) Gyttja, (5) Orange Sandy Silt, (6) Brown Clay and (7) Gray Clay. The till was only encountered in the marsh and channel; however, it is presumed to occur throughout the entire area. The presence of diatoms and sponge spicules, the vertical and ongitudinal uniformity of the sediment and the stratigr ic position of the Pink Clay indicate that it has a glacial or post-glacial lacustrine origin. Overl ng the Pink Clay or Till is a clayey, silty sand to gravel. The downstream fining and unsorted nature of this material indicate that it has a fluvial/deltaic origin. Water levels began rising in the lagoon 3,250 years ago resulting in the deposition of the Gyttja, a brown, organic-rich silty clay probably deposited in a shallow, stagnant environment as shown by the presence of pyrite in the organic material and relatively high proportions of benthic diatoms and grass pollen. Increase in the rate of deposition of the Gyttja on Twenty Mile Creek and a decrease in the same unit on Sixteen Mile Creek is possibly the result of a capture of the Sixteen Mile Creek by the Twenty Mile Creek. The rise in lake level responsible for the onset and transgression of this III unit may have been produced by isostatic rebound; however, the deposition also corresponds closely to a drop in the level of Lake Huron and increased flow through the lower lakes. The o ange Sandy Silt, present only in the marsh, appears to be a buried soil horizon as shown by oxidized roots, and may be the upland equivalant to the Gyttja. Additional deepening resulted in the deposition of Brown Clay, a unit which only occurs at the lakeward end of the three lagoons. The decrease in grass pollen and the relatively high proportion of pelagic diatoms are evidence for this. The deepening may be the result of isostatic rebound; however, the onset of its deposition at 1640 years B.P. is synchronous in the three lagoons and corresponds to the end of the subAtlantic climatic episode. The effects of the climatic change in southern Ontario is uncertain. Average deposition rates of the Brown Clay are similar to those in the upper Gyttja on Sixteen Mile Creek; however, Twenty Mile Creek shows lower rates of the Brown Clay than those in the upper Gyttja. The Gray Clay covers the present bottom of the three lagoons and also occurs in the marsh It is inter1aminated wi sand in the channels. Increases in the rates of deposi ion, high concentrations of Ca and Zn, an Ambrosia rise, and an increase in bioturbation possibly due to the activities of the carp, indicate th this unit is a recent deposit resulting from the activities of man.

The sedimentology of the lower Silurian whirlpool sandstone in subsurface Lake Erie, Ontario

The lower Silurian Whirlpool Sandstone is composed of two main units: a fluvial unit and an estuarine to transitional marine unit. The lowermost unit is made up of sandy braided fluvial deposits, in shallow valleys, that flowed towards the northwest. The fluvial channels are largely filled by cross-bedded, well sorted, quartzose sands, with little ripple crosslaminated or overbank shales. Erosionally overlying this lower unit are brackish water to marine deposits. In the east, this unit consists of estuarine channels and tidal flat deposits. The channels consist of fluvial sands at the base, changing upwards into brackish and tidally influenced channelized sandstones and shales. The estuarine channels flowed to the southwest. Westwards, the unit contains backbarrier facies with extensive washover deposits. Separating the backbarrier facies from shoreface sandstone facies to the west, are barrier island sands represented by barrier-foreshore facies. The barrier islands are dissected by tidal inlets characterized by fining upward abandonment sequences. Inlet deposits are also present west of the barrier island, abandoned by transgression on the shoreface. The sandy marine deposits are replaced to the west by carbonates of the Manitoulin Limestone. During the latest Ordovician, a hiatus in crustal loading during the Taconic Orogeny led to erosional offloading and crustal rebound, the eroded material distributed towards the west, northwest and north as the terrestrial deposits of the fluvial Whirlpool. The "anti-peripheral bulge" of the rebound interfered with the peripheral bulge of the Michigan Basin, nulling the Algonquin Arch, and allowing the detritus of the fluvial Whirlpool to spread onto the Algonquin Arch. The Taconic Orogeny resumed in the earliest Silurian with crustal loading to the south and southeast, and causing tilting of the surface slope in subsurface Lake Erie towards the ii southwest. Lowstand terrestrial deposits were scoured into the new slope. The new crustal loading also reactivated the peripheral bulge of the Appalachian Basin, allowing it to interact with the bulge of the Michigan Basin, raising the Algonquin Arch. The crustal loading depressed the Appalachian basin and allowed transgression to occur. The renewed Algonquin Arch allowed the early Silurian transgression to proceed up two slopes, one to the east and one to the west. The transgression to the east entered the lowstand valleys and created the estuarine Whirlpool. The rising arch caused progradation of the Manitoulin carbonates upon shoreface facies of the Whirlpool Sandstone and upon offshore facies of the Cabot Head Formation. Further crustal loading caused basin subsidence and rapid transgression, abandoning the Whirlpool estuary in an offshore setting.

Patrons de distribution des crustacés planctoniques dans le fleuve Saint-Laurent

La recherche porte sur les patrons de distribution longitudinale (amont-aval) et transversale (rive nord - rive sud) des communautés de crustacés planctoniques qui ont été analysés le long du fleuve Saint-Laurent entre le lac Saint-François et la zone de transition estuarienne, à deux hydropériodes en mai (crue) et en août (étiage). Les données zooplanctoniques et environnementales ont été récoltées à 52 stations réparties sur 16 transects transversaux en 2006. Au chapitre 1, nous présentons les principaux modèles écosystémiques en rivière, une synthèse des facteurs influençant le zooplancton en rivières et les objectifs et hypothèses de recherche. Au chapitre 2, nous décrivons la structure des communautés de zooplancton dans trois zones biogéographiques du fleuve et 6 habitats longitudinaux, ainsi que les relations entre la structure du zooplancton et la distribution spatiale des masses d’eau et les variables environnementales. Au chapitre 3, nous réalisons une partition de la variation des variables spatiales AEM (basées sur la distribution des masses d’eau) et des variables environnementales pour évaluer quelle part de la variation du zooplancton est expliquée par les processus hydrologiques (variables AEM) et les conditions locales (facteurs environnementaux). Le gradient salinité-conductivité relié à la discontinuité fleuve-estuaire a déterminé la distribution à grande échelle du zooplancton. Dans les zones fluviales, la distribution du zooplancton est davantage influencée par la distribution des masses d’eau que par les facteurs environnementaux locaux. La distribution des masses d’eau explique une plus grande partie de la variation dans la distribution du zooplancton en août qu’en mai.

Évidence génétique de populations sympatriques de la perchaude (Perca flavescens) dans le Lac Saint-Pierre

La perchaude (Perca flavescens) constitue une ressource socioéconomique de grande importance dans le Lac Saint-Pierre (Québec, Canada). Bien que ce lac fluvial soit désigné réserve de la biosphère par l’UNESCO, le statut de la perchaude est préoccupant. Afin de permettre à l’espèce de persister en fonction des diverses pressions anthropiques, il est important de comprendre sa dynamique populationnelle et les mécanismes qui en sont responsables. La perchaude est connue pour sa philopatrie ; le fait de toujours se reproduire à son site de naissance peut entraîner la subdivision d’une espèce en de multiples populations, où chacune pourra être pourvue d’adaptations locales distinctes. Il est possible d’étudier ces processus à l’aide des signaux génétiques associés à la reproduction des individus. Toutefois, une faible différentiation génétique entre les populations du Lac Saint-Pierre est envisagée en raison de la colonisation récente du système (moins de 8000 ans). L’objectif de cette étude est de déterminer s’il existe plusieurs populations de perchaude dans le Lac Saint-Pierre. Les simulations réalisées ont révélé que l’utilisation de marqueurs AFLP (amplified fragment length polymorphism), permettant une analyse globale du génome, affiche une meilleure détection de la différentiation des populations que celle des marqueurs microsatellites. Afin d’associer les individus à leur site de naissance, la méthode d’AFLP et des microsatellites ont été utilisées sur des larves capturées suite à l’éclosion des oeufs. Trois analyses distinctes d’AFLP ont indiqué une corrélation entre la composition génétique des individus et des sites géographiques, confirmant ainsi la présence de plusieurs populations sympatriques dans le Lac Saint-Pierre, découlant vraisemblablement de la philopatrie de l’espèce. L’absence de différentiation génétique relatée par les marqueurs microsatellites vient confirmer l’importance du choix des marqueurs génétiques. Bien que la différentiation génétique observée soit relativement faible, la gestion de la perchaude devrait tenir compte de la dynamique des populations distinctes dans ce système.

Reconsidérer les interactions entre l’écoulement, le transport de sédiments en charge de fond et la morphologie en rivière à lit de graviers : approches, échelles et analyses

L'objectif ultime en géomorphologie fluviale est d'expliquer les formes des cours d'eau et leur évolution temporelle et spatiale. La multiplication des études nous a mené à la réalisation que les systèmes géomorphologiques sont complexes. Les formes observées sont plus que la somme des processus individuels qui les régissent en raison d’interactions et de rétroactions non-linéaires à de multiples échelles spatiales et temporelles. Dans ce contexte, le but général de la thèse est de proposer et de tester de nouvelles avenues de recherche afin de mieux appréhender la complexité des dynamiques fluviales en utilisant des approches méthodologiques et analytiques mettant l’accent sur les interactions entre l’écoulement, le transport de sédiments en charge fond et la morphologie du lit en rivière graveleuse. Cette orientation découle du constat que les paradigmes actuels en géomorphologie fluviale n’arrivent pas à expliquer adéquatement la variabilité naturelle du transport en charge de fond ainsi que des formes du lit qui en résultent. Cinq pistes de réflexion sont développées sous forme d’articles basés sur des études de cas : 1. L'intégration des échelles de variation de l'écoulement permet d’insérer la notion de structures turbulentes dans des pulsations de plus grande échelle et d'améliorer la compréhension de la variabilité du transport de sédiments. 2. La quantification des taux de changement de l’écoulement (accélération /décélération) au cours d’une crue permet d’expliquer la variabilité des flux de transport en charge fond autant que la magnitude de l’écoulement. 3. L’utilisation de techniques de mesures complémentaires révèle une nouvelle dynamique du lit des rivières graveleuses, la dilatation et la contraction du lit suite à une crue. 4. La remise en cause du fait généralement accepté que le transport en charge de fond est corrélé positivement à l'intensité des modifications morphologiques en raison d’un problème associé aux échelles différentes des processus en cause. 5. L’approche systémique des dynamiques fluviales par l’utilisation d’analyses multivariées permet d’appréhender la complexité des dynamiques de rétroactions linéaires et non-linéaires dans l’évolution d’un chenal et d’illustrer l’importance de l’historique récent des changements géomorphologiques en réponse aux crues. Cette thèse se veut une avancée conceptuelle issue d'une profonde réflexion sur les approches classiques que l'on utilise en géomorphologie fluviale depuis plusieurs décennies. Elle est basée sur un jeu de données unique récolté lors du suivi intensif de 21 évènements de crue dans un petit cours d’eau à lit de graviers, le ruisseau Béard (Québec). Le protocole expérimental axé sur la simultanéité des mesures de l’écoulement, de la morphologie du lit et du transport de sédiments en charge de fond a permis de centrer la recherche directement sur les interactions entre les processus plutôt que sur les processus individuels, une approche rarement utilisée en géomorphologie fluviale. Chacun des chapitres illustre un nouveau concept ou une nouvelle approche permettant de résoudre certaines des impasses rencontrées actuellement en géomorphologie fluviale. Ces travaux ont des implications importantes pour la compréhension de la dynamique des lits de rivières et des habitats fluviaux et servent de point de départ pour de nouveaux développements.

Caractérisation de la dynamique des berges de deux tributaires contrastés du Saint-Laurent : le cas des rivières Batiscan et Saint-François

L’érosion des berges est un processus clé de la dynamique fluviale. Elle influence considérablement la charge sédimentaire des rivières et contrôle l’évolution latérale des chenaux. Les méthodes de caractérisation des mécanismes et des variables affectant l’érosion des berges sont toutefois imprécises et difficiles à appliquer. Ce projet a pour objectif de caractériser la dynamique actuelle des berges de deux tributaires contrastés du Saint-Laurent : les rivières Saint-François et Batiscan. Le premier objectif vise à quantifier les caractéristiques géotechniques de deux tronçons des rivières à l’étude près de l’embouchure avec le Saint-Laurent en décrivant la stratigraphie à différents sites typiques et en recueillant des échantillons de sédiments afin de mesurer différentes variables géotechniques (granulométrie, limites d’Atterberg, résistance à l’érosion mécanique, résistance à l’érosion fluviale). Le second objectif vise à quantifier les principales caractéristiques hydrodynamiques (précipitations, débits, cisaillements, vitesses) des deux sections de rivière. Le troisième et dernier objectif cherche à mesurer les taux d’érosion à l’échelle saisonnière en utilisant des relevés GPS et des chaînes d’érosion et à identifier les mécanismes d’érosion qui opèrent sur les rivières. Les résultats montrent une érosion importante des berges sur chacun des tributaires, mais les mécanismes qui la cause diffèrent. La Batiscan possède des berges dont le matériel est cohésif et ses berges sont principalement marquées par des ruptures de masse. La Saint-François présente des berges peu cohésives ce qui favorise l’érosion fluviale. Le taux de recul sur la rivière Saint-François est de l’ordre de 1 à 3 m/an dans certaines sections de la rivière. Une nouvelle méthode de mesure du cisaillement critique d’érosion fluviale à l’aide d’un chenal expérimental a été élaborée. Les cisaillements critiques obtenus se situent entre 1,19 et 13,41 Pa. Les résultats montrent que les facteurs jouant sur l’érosion des berges ont une variabilité intrinsèque et systémique difficile à mesurer. Le protocole expérimental développé dans ce projet s’est toutefois avéré utile pour étudier les principales variables qui influencent l’érosion des berges, tout en quantifiant les taux d’érosion et les mécanismes d’érosion de berge de deux tributaires importants du fleuve Saint-Laurent. Ce protocole pourrait être utile dans d’autres contextes.

Caractéristiques des structures turbulentes de l'écoulement et du transport en charge de fond en rivière à lit de graviers lors de la montée d'une crue

En rivière à lit de graviers, le transport des sédiments en charge de fond est un processus intermittent qui dépend de plusieurs variables du système fluvial dont la prédiction est encore aujourd’hui inexacte. Les modèles disponibles pour prédire le transport par charriage utilisent des variables d’écoulement moyen et la turbulence n’est généralement pas considérée malgré que les tourbillons contenus dans les écoulements possèdent une quantité d’énergie importante. L’utilisation de nouvelles approches pour étudier la problématique du transport par charriage pourrait nous permettre d’améliorer notre connaissance de ce processus déterminant en rivière alluviale. Dans ce mémoire, nous documentons ces composantes de la dynamique fluviale dans un cours d’eau graveleux en période de crue. Les objectifs du projet de recherche sont : 1) d’examiner l’effet du débit sur les variables turbulentes et les caractéristiques des structures turbulentes cohérentes, 2) d’investiguer l’effet du débit sur les caractéristiques des événements de transport de sédiments individuels détectés à l’aide d’un nouvel algorithme développé et testé et 3) de relier les caractéristiques de l’écoulement turbulent aux événements de transport de sédiments individuels. Les données de turbulence montrent qu’à haut niveau d’eau, l’écoulement décéléré est peu cohérent et a une turbulence plus isotrope où les structures turbulentes cohérentes sont de courte durée. Ces observations se distinguent de celles faites à faible niveau d’eau, en écoulement accéléré, où la plus grande cohérence de l’écoulement correspond à ce qui est généralement observé dans les écoulements uniformes en rivières graveleuses. Les distributions de fréquence des variables associées aux événements de transport individuel (intensité de transport moyenne, durée d’événement et intervalle entre événements successifs) ont des formes différentes pour chaque intensité de crue. À haut niveau d’eau, le transport est moins intermittent qu’à faible débit où les événements rares caractérisent davantage les distributions. L’accélération de l’écoulement à petite échelle de temps joue un rôle positif sur le transport, mais surtout lorsque la magnitude de la crue mobilisatrice est en dessous du niveau plein bord. Les résultats de l’étude montrent que les caractéristiques de la turbulence ainsi que les liens complexes entre l’écoulement et le transport par charriage sont fonction du débit.

Écologie et implications trophiques de la cyanobactérie Lyngbya wollei dans le fleuve Saint-Laurent

Les proliférations nuisibles de la cyanobactérie filamenteuse benthique Lyngbya wollei qui forme des tapis déposés sur les sédiments ont augmenté en fréquence au cours des 30 dernières années dans les rivières, lacs et sources de l'Amérique du Nord. Lyngbya wollei produit des neurotoxines et des composés organiques volatils (géosmin, 2-méthylisobornéol) qui ont des répercussions sur la santé publique de même que des impacts d'ordre socioéconomiques. Cette cyanobactérie est considérée comme un habitat et une source de nourriture de piètre qualité pour les invertébrés en raison de sa gaine robuste et de sa production de toxines. Les proliférations de L. wollei ont été observées pour la première fois en 2005 dans le fleuve Saint-Laurent (SLR; Québec, Canada). Nous avons jugé important de déterminer sa distribution sur un tronçon de 250 km afin d'élaborer des modèles prédictifs de sa présence et biomasse en se basant sur les caractéristiques chimiques et physiques de l'eau. Lyngbya wollei était généralement observé en aval de la confluence de petits tributaires qui irriguent des terres agricoles. L’écoulement d’eaux enrichies à travers la végétation submergée se traduisait par une diminution de la concentration d’azote inorganique dissous (DIN), alors que les concentrations de carbone organique dissous (DOC) et de phosphore total dissous (TDP) demeuraient élevées, produisant un faible rapport DIN :TDP. Selon nos modèles, DOC (effet positif), TP (effet négatif) et DIN :TDP (effet négatif) sont les variables les plus importantes pour expliquer la répartition de cette cyanobactérie. La probabilité que L. wollei soit présent dans le SLR a été prédite avec exactitude dans 72 % à 92 % des cas pour un ensemble de données indépendantes. Nous avons ensuite examiné si les conditions hydrodynamiques, c'est-à-dire le courant généré par les vagues et l'écoulement du fleuve, contrôlent les variations spatiales et temporelles de biomasse de L. wollei dans un grand système fluvial. Nous avons mesuré la biomasse de L. wollei ainsi que les variables chimiques, physiques et météorologiques durant trois ans à 10 sites le long d'un gradient d'exposition au courant et au vent dans un grand (148 km2) lac fluvial du SLR. L'exposition aux vagues et la vitesse du courant contrôlaient les variations de biomasses spatiales et temporelles. La biomasse augmentait de mai à novembre et persistait durant l'hiver. Les variations interannuelles étaient contrôlées par l'écoulement de la rivière (niveau d'eau) avec la crue printanière qui délogeait les tapis de l'année précédente. Les baisses du niveau d'eau et l'augmentation de l'intensité des tempêtes anticipées par les scénarios de changements climatiques pourraient accroître la superficie colonisée par L. wollei de même que son accumulation sur les berges. Par la suite, nous avons évalué l'importance relative de L. wollei par rapport aux macrophytes et aux épiphytes. Nous avons examiné l'influence structurante de l'échelle spatiale sur les variables environnementales et la biomasse de ces producteurs primaires (PP) benthiques. Nous avons testé si leur biomasse reflétait la nature des agrégats d'habitat basées sur l'écogéomorphologie ou plutôt le continuum fluvial. Pour répondre à ces deux questions, nous avons utilisé un design à 3 échelles spatiales dans le SLR: 1) le long d'un tronçon de 250 km, 2) entre les lacs fluviaux localisés dans ce tronçon, 3) à l'intérieur de chaque lac fluvial. Les facteurs environnementaux (conductivité et TP) et la structure spatiale expliquent 59% de la variation de biomasse des trois PP benthiques. Spécifiquement, les variations de biomasses étaient le mieux expliquées par la conductivité (+) pour les macrophytes, par le ratio DIN:TDP (+) et le coefficient d'extinction lumineuse (+) pour les épiphytes et par le DOC (+) et le NH4+ (-) pour L. wollei. La structure spatiale à l'intérieur des lacs fluviaux était la plus importante composante spatiale pour tous les PP benthiques, suggérant que les effets locaux tels que l'enrichissement par les tributaire plutôt que les gradients amont-aval déterminent la biomasse de PP benthiques. Donc, la dynamique des agrégats d'habitat représente un cadre général adéquat pour expliquer les variations spatiales et la grande variété de conditions environnementales supportant des organismes aquatiques dans les grands fleuves. Enfin, nous avons étudié le rôle écologique des tapis de L. wollei dans les écosystèmes aquatiques, en particulier comme source de nourriture et refuge pour l'amphipode Gammarus fasciatus. Nous avons offert aux amphipodes un choix entre des tapis de L. wollei et soit des chlorophytes filamenteuses ou un tapis artificiel de laine acrylique lors d'expériences en laboratoire. Nous avons aussi reconstitué la diète in situ des amphipodes à l'aide du mixing model (d13C et δ15N). Gammarus fasciatus choisissait le substrat offrant le meilleur refuge face à la lumière (Acrylique>Lyngbya=Rhizoclonium>Spirogyra). La présence de saxitoxines, la composition élémentaire des tissus et l'abondance des épiphytes n'ont eu aucun effet sur le choix de substrat. Lyngbya wollei et ses épiphytes constituaient 36 et 24 % de l'alimentation in situ de G. fasciatus alors que les chlorophytes, les macrophytes et les épiphytes associées représentaient une fraction moins importante de son alimentation. Les tapis de cyanobactéries benthiques devraient être considérés comme un bon refuge et une source de nourriture pour les petits invertébrés omnivores tels que les amphipodes.

Hydrogeology and hydrochemistry of the aquifer systems of Kuttanad area, Kerala: Their role in understanding the evolution of groundwaters

This is an attempt to understand the important factors that control the occurrence, development and hydrochemical evolution of groundwater resources in sedimentary multi aquifer systems. The primary objective of this work is an integrated study of the hydrogeology and hydrochemistry with a view to elucidate the hydrochemical evolution of groundwater resources in the aquifer systems. The study is taken up in a typical coastal sedimentary aquifer system evolved under fluvio-marine environment in the coastal area of Kerala, known as the Kuttanad. The present study has been carried out to understand the aquifer systems, their inter relationships and evolution in the Kuttanad area of Kerala. The multi aquifer systems in the Kuttanad basin were formed from the sediments deposited under fluvio-marine and fluvial depositional environments and the marine transgressions and regressions in the geological past and palaeo climatic conditions influenced the hydrochemical environment in these aquifers. The evolution of groundwater and the hydrochemical processes involved in the formation of the present day water quality are elucidated from hydrochemical studies and the information derived from the aquifer geometry and hydraulic properties. Kuttanad area comprises of three types of aquifer systems namely phreatic aquifer underlain by Recent confined aquifer followed by Tertiary confined aquifers. These systems were formed by the deposition of sediments under fluvio-marine and fluvial environment. The study of the hydrochemical and hydraulic properties of the three aquifer systems proved that these three systems are separate entities. The phreatic aquifers in the area have low hydraulic gradients and high rejected recharge. The Recent confined aquifer has very poor hydraulic characteristics and recharge to this aquifer is very low. The Tertiary aquifer system is the most potential fresh water aquifer system in the area and the groundwater flow in the aquifer is converging towards the central part of the study area (Alleppey town) due to large scale pumping of water for water supply from this aquifer system. Mixing of waters and anthropogenic interferences are the dominant processes modifying the hydrochemistry in phreatic aquifers. Whereas, leaching of salts and cation exchange are the dominant processes modifying the hydrochemistry of groundwater in the confined aquifer system of Recent alluvium. Two significant chemical reactions modifying the hydrochemistry in the Recent aquifers are oxidation of iron in ferruginous clays which contributes hydrogen ions and the decomposition of organic matter in the aquifer system which consumes hydrogen ions. The hydrochemical environment is entirely different in the Tertiary aquifers as the groundwater in this aquifer system are palaeo waters evolved during various marine transgressions and regressions and these waters are being modified by processes of leaching of salts, cation exchange and chemical reactions under strong reducing environment. It is proved that the salinity observed in the groundwaters of Tertiary aquifers are not due to seawater mixing or intrusion, but due to dissolution of salts from the clay formations and ion exchange processes. Fluoride contamination in this aquifer system lacks a regional pattern and is more or less site specific in natureThe lowering of piezometric heads in the Tertiary aquifer system has developed as consequence of large scale pumping over a long period. Hence, puping from this aquifer system is to be regulated as a groundwater management strategy. Pumping from the Tertiary aquifers with high capacity pumps leads to well failures and mixing of saline water from the brackish zones. Such mixing zones are noticed from the hydrochemical studies. This is the major aquifer contamination in the Tertiary aquifer system which requires immediate attention. Usage of pumps above 10 HP capacities in wells taping Tertiary aquifers should be discouraged for sustainable development of these aquifers. The recharge areas need to be identified precisely for recharging the aquifer systems throughartificial means.

Sedimentology and Geochemistry of core sediments from the Ashtamudi estuary and the adjoining coastal plain,central Kerala,India

The evolution of coast through geological time scale is dependent on the transgression-regression event subsequent to the rise or fall of sea level. This event is accounted by investigation of the vertical sediment deposition patterns and their interrelationship for paleo-enviornmental reconstruction. Different methods like sedimentological (grain size and micro-morphological) and geochemical (elemental relationship) analyses as well as radiocarbon dating are generally used to decipher the sea level changes and paleoclimatic conditions of the Quaternary sediment sequence. For the Indian coast with a coastline length of about 7500 km, studies on geological and geomorphological signatures of sea level changes during the Quaternary were reported in general by researchers during the last two decades. However, for the southwest coast of India particularily Kerala which is famous for its coastal landforms comprising of estuaries, lagoons, backwaters, coastal plains, cliffs and barrier beaches, studies pertaining to the marine transgression-regression events in the southern region are limited. The Neendakara-Kayamkulam coastal stretch in central Kerala where the coast is manifested with shore parallel Kayamkulam Lagoon on one side and shore perpendicular Ashtamudi Estuary on the other side indicating existence of an uplifted prograded coastal margin followed by barrier beaches, backwater channels, ridge and runnel topography is an ideal site for studying such events. Hence the present study has been taken up in this context to address the gap area. The location for collection of core samples representing coastal plain, estuarylagoon and offshore regions have been identified based on published literature and available sedimentary records. The objectives of the research work are:  To study the lithological variations and depositional environments of sediment cores along the coastal plain, estuary-lagoon and offshore regions between Kollam and Kayamkulam in the central Kerala coast  To study the transportation and diagenetic history of sediments in the area  To investigate the geochemical characterization of sediments and to elucidate the source-sink relationship  To understand the marine transgression-regression events and to propose a conceptual model for the region The thesis comprises of 8 chapters. The first chapter embodies the preamble for the selection and significance of this research work. The study area is introduced with details on its physiographical, geological, geomorphological, rainfall and climate information. A review of literature, compiling the research on different aspects such as physico-chemical, geomorphological, tectonics, transgression-regression events are presented in the second chapter and they are broadly classified into three viz:- International, National and Kerala. The field data collection and laboratory analyses adopted in the research work are discussed in the third chapter. For collection of sediment core samples from the coastal plains, rotary drilling method was employed whereas for the estuary-lagoon and offshore locations the gravity/piston corer method was adopted. The collected subsurficial samples were analysed for texture, surface micro-texture, elemental analysis, XRD and radiocarbon dating techniques for age determination. The fourth chapter deals with the textural analysis of the core samples collected from various predefined locations of the study area. The result reveals that the Ashtamudi Estuary is composed of silty clay to clayey type of sediments whereas offshore cores are carpeted with silty clay to relict sand. Investigation of the source of sediments deposited in the coastal plain located on either side of the estuary indicates the dominance of terrigenous to marine origin in the southern region whereas it is predominantly of marine origin towards the north. Further the hydrodynamic conditions as well as the depositional enviornment of the sediment cores are elucidated based on statistical parameters that decipher the deposition pattern at various locations viz., coastal plain (open to closed basin), Ashtamudi Estuary (partially open to restricted estuary to closed basin) and offshore (open channel). The intensity of clay minerals is also discussed. From the results of radiocarbon dating the sediment depositional environments were deciphered.The results of the microtextural study of sediment samples (quartz grains) using Scanning Electron Microscope (SEM) are presented in the fifth chapter. These results throw light on the processes of transport and diagenetic history of the detrital sediments. Based on the lithological variations, selected quartz grains of different environments were also analysed. The study indicates that the southern coastal plain sediments were transported and deposited mechanically under fluvial environment followed by diagenesis under prolonged marine incursion. But in the case of the northern coastal plain, the sediments were transported and deposited under littoral environment indicating the dominance of marine incursion through mechanical as well as chemical processes. The quartz grains of the Ashtamudi Estuary indicate fluvial origin. The surface texture features of the offshore sediments suggest that the quartz grains are of littoral origin and represent the relict beach deposits. The geochemical characterisation of sediment cores based on geochemical classification, sediment maturity, palaeo-weathering and provenance in different environments are discussed in the sixth chapter. In the seventh chapter the integration of multiproxies data along with radiocarbon dates are presented and finally evolution and depositional history based on transgression–regression events is deciphered. The eighth chapter summarizes the major findings and conclusions of the study with recommendation for future work.