Dike fields connectivity and diversity: a complex functioning on the Rhône River
Connectivité et diversité des casiers Girardon : un fonctionnement complexe du Rhône
Résumé
The relation between hydrological connectivity and species diversity appears to be strong in natural habitats. Several ecological concepts revealed this marked link, such as the Intermediate Disturbance Hypothesis (IDH), a nonequilibrium model used to describe the relationship between disturbance and species diversity. The IDH has been supported by several studies which highlight that highest species diversity is maintained by intermediate levels of disturbance. However, can this hypothesis likewise be validated for artificial systems? Large European rivers were severely impacted by human activities, especially to promote navigation. We therefore tested the link between hydrological connectivity and diversity in these anthroposystems. During the 19th century, submersible dikes were built in the main channel of the Rhone River (France) delimiting dike fields. These could represent engineered backwaters, present a hydrological connectivity gradient and, hence could be used to test the IDH in an artificial context. We studied environmental and biological variables in 12 dike fields with different connectivity level in two locations of the lower Rhone, “Péage de Roussillon” and “Arles”. Our study reveals a high ecological variability among dike fields. Variations of abiotic factors, biodiversity, and functional diversity are strongly linked to the hydrological connectivity gradient. A higher diversity is observed in dike field with intermediate connectivity level compared to isolated or permanently connected dike fields. In these artificial systems, first results are in agreement with the IDH. Interaction between hydrological connectivity and diversity appears to well describe anthroposystems functioning and must be taken into account in rehabilitation of modified large rivers.
Les relations entre la connectivité hydrologique et la diversité spécifique sont fortes en milieu naturel. Plusieurs concepts écologiques ont révélés ces liens, comme la théorie de la perturbation intermédiaires (IDH), un modèle sans-équilibre utilisé pour décrire la relation entre perturbation et diversité spécifique. L'IDH a été étayée par de nombreuses études qui ont montré qu'une plus grande diversité est maintenue par des niveaux de perturbation intermédiaire. Néanmoins, est-ce que cette hypothèse peut-être validée pour des systèmes artificiels ? Les grands cours d'eau européens ont été fortement modifiés par les activités humaines notamment par la navigation. On a donc testé le lien entre la connectivité hydrologique et la diversité dans ces systèmes anthropiques. Durant le 19ème siècle, des digues submersibles ont été construites dans le chenal principal du Rhône (France) délimitant des casiers dit Girardon (du nom de l'auteur de ces structures). Elles peuvent représenter des bras morts artificiels qui présentent un gradient de connectivité et donc peuvent être utilisées pour tester l'IDH dans un contexte artificiel. Nous avons étudié des variables environnementales et biologiques de 12 casiers Girardon avec différents niveaux de connectivité, sur deux secteurs du Rhône : Péage de Roussillon et Arles. Notre étude révèle une forte variabilité écologique entre les casiers. La variabilité des facteurs abiotiques, de la biodiversité et de la diversité fonctionnelle sont fortement liés au gradient de connectivité hydrologique des casiers. Une plus forte diversité est observée dans les casiers avec des niveaux de connectivité intermédiaire comparé aux casiers isolés ou connectés en permanence. Dans ces milieux artificiels, les premiers résultats sont en accord avec l'IDH. L'interaction entre la connectivité hydrologique et la diversité est un bon descripteur du fonctionnement des systèmes et doit être prise en compte dans la réhabilitation des grands cours d'eau modifiés.