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PROGRAMME DU SYMPOSIUM ANNUEL DU GRIL8 AU 10 MARS 2012, MANOIR DU LAC WILLIAM, ST-FERDINAND

ADRESSE ADMINISTRATIVE DU GRIL

Groupe de recherche interuniversitaire en limnologieet en environnement aquatique (GRIL)Département de sciences biologiquesUniversité de MontréalC.P. 6128, Succursale Centre-villeMontréal (Québec) H3C 3J7

Téléphone : (514) 343-6190Télécopieur : (514) 343-6216Courriel : [email protected] Internet : www.gril-limnologie.ca

Crédit photographique de la page couverture (de gauche à droite) : Carole-Anne Gillis, Jean-François Lapierre, Beatrix Beisner, Martine Grenier, Alain Vallières et Marie-Andrée Fallu.

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22e SYMPOSIUM ANNUEL Programme

22nd ANNUAL MEETING Program

8 au 10 mars 2012 / 8‐10 March 2012 Manoir du lac William

Saint‐Ferdinand, Québec

Université de Montréal Université du Québec à Montréal

Université du Québec à Trois‐Rivières Université McGill

INRS‐ETE Université Concordia

Université de Sherbrooke Université du Québec à Chicoutimi

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Comité organisateur du 22e symposium du GRIL

Marieke Beaulieu (Université McGill)

Claudette Blanchard (GRIL)

Audrey Campeau (Université du Québec à Montréal)

Dave Gadbois‐Côté (Université du Québec à Trois‐Rivières)

Marie‐Andrée Fallu (GRIL)

Elsa Goerig (INRS‐ETE)

Dan Nguyen (Université de Montréal)

Membres du GRIL

Université de Montréal Université McGill Marc Amyot Elena Bennett Bernard Angers Irene Gregory‐Eaves Daniel Boisclair Michel Lapointe Jeff Cardille Anthony Ricciardi Richard Carignan Chris Solomon Antonella Cattaneo Pierre Legendre INRS‐ETE Roxane Maranger Normand Bergeron Bernadette Pinel‐Alloul Isabelle Laurion Université du Québec à Montréal Université Concordia Beatrix Beisner Pascale Biron David Bird Dylan Fraser Paul del Giorgio David Walsh Alison Derry Pedro Peres‐Neto Université de Sherbrooke Dolors Planas Yannick Huot Yves Prairie Jay Lacey Université du Québec à Trois‐Rivières Université du Québec à Chicoutimi Ali Assani Milla Rautio Andrea Bertolo Gilbert Cabana Stéphane Campeau Jean‐Jacques Frenette Hélène Glémet Pierre Magnan Raphaël Proulx Marco A. Rodríguez

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HORAIRE /SCHEDULE

Toutes les activités auront lieu au salon Bernier (2e étage) All activities will take place in Bernier room (2nd floor)

Jeudi 8 mars / Thursday 8 March

19h00 ‐ 22h00 Inscription / Registration

21h00 AquaTrivia : Activité étudiante par le Comité étudiant du GRIL AquaTrivia: Student activity by the GRIL Student Committee Vendredi 9 mars / Friday 9 March

7h00 ‐ 8h25 Petit‐déjeuner / Breakfast

8h25 Mot de bienvenue : Pierre Magnan, directeur du GRIL

8h30 Conférencier invité / Guest speaker

Hans‐Peter GROSSART, Department of Limnology of Stratified Lakes, 13 Leibniz‐Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries

Differences in bacterial life style matter… SESSION: COMMUNAUTÉS BACTÉRIENNES ET MÉTACOMMUNAUTÉS

Bacterial communities and metacommunities Modérateur : Antonella Cattaneo

9h30 Ting Ting Cui, Travis Dawson, Etienne Yergeau, Roxane J. Maranger, 14 Yves C. Gélinas and Davis Walsh Microbial diversity and biogeography of the St. Lawrence Estuary

9h45 Dan Nguyen, Roxane Maranger, Vanessa Balagué, Montserrat Coll, 15 Beatriz Fernández‐Gómez, Connie Lovejoy et Carlos Pedrós‐Alió

Dynamique saisonnière du gène de la protéorhodopsine dans l’Océan Arctique

10h00 Renato Henriques da Silva, Zoë Lindo and Pedro R. Peres‐Neto 16 A community of metacommunities: exploring patterns in species distribution across large geographical areas

10h15 Pause / Break

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HORAIRE /SCHEDULE SESSION: CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES

Biogeochemical cycles Modérateur : Yannick Huot

10h30 Li Mingfeng, Yves Prairie, Paul del Giorgio and Alice Parkes 17 The relative influence of topography and land‐use on carbon export from stream catchments in Southern Quebec

10h45 Audrey Campeau et Paul del Giorgio 18 Évasion de CO2 et de CH4 provenant des réseaux fluviaux boréaux :

Implications au sein du budget de GES

11h00 Jean‐François Lapierre, Martin Berggren, François Guillemette et Paul A. del Giorgio

La « brunification » des eaux intérieures en tant que rétroaction positive 19 aux changements climatiques : Le rôle de la réactivité de la matière organique dissoute colorée

11h15 Philippe Massicotte and Jean‐Jacques Frenette 20 Mechanistic modeling of DOC dynamic: Understanding interactions between kinetic processes and mass transport in a large river

11h30 Dominic Vachon et Paul A. del Giorgio 21 Les effets des tempêtes sur la dynamique du CO2 dans deux lacs boréaux au Québec

11h45 Sara Mercier‐Blais, Beatrix Beisner et Yves Prairie 22 Effets d’un abaissement artificiel de la thermocline sur les transformations de carbone dans un lac

12h00 Lunch SESSION: CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES (suite)

Biogeochemical cycles (continued) Modérateur : Paul del Giorgio

13h30 Mathieu Langevin, Gilbert Cabana et Hélène Glémet 23 Est‐ce que l’hypoxie en lac module l’incorporation des détritus de l’hypolimnion dans les réseaux trophiques? Une approche basée sur le δ34S et le δ13C

13h45 Morgan Botrel, Mark A. Altabet, Irene Gregory‐Eaves and Roxane Maranger 24 Isotopic evidence for nitrogen cycling in three shallow lakes

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HORAIRE /SCHEDULE 14h00 François Guillemette, S. Leigh McCallister et Paul A. del Giorgio 25 Consommation sélective et allocation métabolique différentielle des sources de carbone terrestres et algales par le bactérioplancton lacustre

14h15 Pause / Break SESSION: PRÉSENTATION DE NOUVEAUX MEMBRES DU GRIL

Presentation of new GRIL members Modérateur : Pierre Magnan

14h30 Ali A. Assani, Université du Québec à Trois‐Rivières 26 Quelques exemples d’application d’un paradigme d’écologie aquatique

en hydroclimatologie au Québec

14h45 Andrea Bertolo, Université du Québec à Trois‐Rivières 27 Lumière, macrophytes et zooplancton : interactions trophiques dans les

lacs tempérés

15h00 Raphaël Proulx, Université du Québec à Trois‐Rivières 28 La photographie en écologie / When photography met ecology

15h15 * Photos de groupe à l’extérieur / Group photo outside

* Activités hivernales / Winter activities

* Réunion du Comité étudiant du GRIL

18h00 Souper / Dinner 20h00‐22h00 SESSION D’AFFICHES Salon Bernier (2e étage)

POSTER SESSION Bernier room (2nd floor)

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HORAIRE /SCHEDULE Samedi 10 mars / Saturday 10 March

7h00 ‐ 8h45 Petit‐déjeuner / Breakfast

8h45 Conférencier invité / Guest speaker

Stuart FINDLAY, Cary Institute of Ecosystem Studies 29 Submerged aquatic vegetation in the Hudson River, NY ‐ Appreciating function and fluctuation

SESSION: CYANOBACTÉRIES ET PRODUCTION PRIMAIRE

Cyanobacteria and primary production Modérateur : Roxane Maranger

9h45 Marie‐Eve Monchamp, Frances R. Pick, Richard Villemur, Beatrix E. Beisner 30 et Roxane Maranger Potentiel de fixation d’azote et production de microcystines par les cyanobactéries

10h00 Marieke Beaulieu, Frances Pick and Irene Gregory‐Eaves 31 Cyanobacteria biomass in the United States: Developing predictive models

10h15 Zofia Taranu and Irene Gregory‐Eaves 32 A meta‐analysis of cyanobacteria dynamics over the last 200 years

10h30 Anas El Alem, Karem Chokmani, Isabelle Laurion et Salah‐Eddine El‐Adlouni 33 Estimation de la chlorophylle‐a à l’aide des données MODIS à 250 m de

résolution spatiale dans les lacs au Sud du Québec

10h45 Pause / Break SESSION: ZOOPLANCTON

Zooplankton Modérateur : Marc Amyot

11h00 Anneli Jokela, Shelley Arnott and Beatrix Beisner 34 The influence of light on the foraging impact of an introduced predator

(Bythotrephes longimanus)

11h15 Joanna Gauthier, Yves T. Prairie and Beatrix E. Beisner 35 Effects of a deepened thermocline on zooplankton community phenology: TIMEX project

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HORAIRE /SCHEDULE 11h30 Nicolas Fortin St‐Gelais, Paul del Giorgio and Beatrix E. Beisner 36

How zooplankton community structure is regulated? A new approach

11h45 Akash Sastri, Philippe Juneau and Beatrix E. Beisner 37 Time‐varying trophic cascades are modulated by lunar phase

12h00 Lunch

SESSION: POPULATION ET HABITAT DES POISSONS

Population habitat and fish Modératrice : Pascale Biron

13h30 Ousséni Ouédraogo et Marc Amyot 38 Influence de la saison et de facteurs biologiques sur la bioaccumulation et le transfert trophique du mercure et du sélénium dans des systèmes aquatiques au Burkina Faso

13h45 Marc Pépino, Marco A. Rodríguez et Pierre Magnan 39 Impacts d’une autoroute sur les populations d’omble de fontaine en rivière

14h00 Guénolé Choné et Pascale M. Biron 40 L’espace de mobilité des rivières du sud du Québec : rôle dans la création et le maintien des habitats aquatiques et riverains

14h15 Pause / Break

14h30 Marie‐Christine Bellemare et Pedro Peres‐Neto 41 La relation entre le comportement de déplacement, la dynamique de l’habitat et la morphologie individuelle chez une communauté de poissons en ruisseau

14h45 Katerine Goyer, Andrea Bertolo, Marc Pépino et Pierre Magnan 42 Effets des régimes de température sur l’expression des tactiques de

thermorégulation comportementale chez l’omble de fontaine, Salvelinus fontinalis, lacustre

15h00 Queenie Gray, Dylan Fraser and Jim Grant 43 Impacts of introduced trout on native foodwebs of high elevation lakes and

implications for lake restoration

15h15 Remise des prix et Mot de clôture Awards and Closing Remarks

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AFFICHES / POSTERS

Vendredi de 20h00 à 22h00 (salon Bernier, 2e étage) Friday from 8:00‐10:00 PM (Bernier room, 2nd floor)

Maciej Bartosiewicz and Isabelle Laurion 46 Seasonal and spatial changes in GHG emission from two small, eutrophic lakes

Matthew J. Bogard, Richard J. Vogt, Derek B. Donald, Lynda Bunting and Peter R. Leavitt 47 Effects of differential nitrogen‐urea loading for algal abundance, composition, and toxicity in hypereutrophic lakes

Lennie Boutet et Paul del Giorgio 48 La dynamique des émissions de méthane dans les étangs de castor : l’importance de l’ébullition

Travis Dawson, Ting Ting Cui, Etienne Yergeau, Roxane J. Maranger, Yves C. Gélinas 49 and David A. Walsh Microbial communities transforming dissolved organic matter in a large estuarine system

Léo Deremiens, Logan Schwartz, Rachel Morin, Annie Angers, Bernard Angers 50 et Hélène Glémet Influence de l’organisation génomique des différents biotypes du complexe Chrosomus eos‐neogaeus

Jason Duguay et Jay Lacey 51 Introduction aux quelques problématiques inhérents aux passages migratoires présentement utilisés en Amérique du Nord

Heba El‐Swais, Christine Gaudreau, Etienne Yergeau, Susanne E. Craig, William Li 52 and David Walsh Temporal responses of bacterioplankton communities to environmental change

Ryma Fares, Robert Leconte et Jay Lacey 53 Étude du transport de l’azote et du phosphore dans le réseau hydrographique par couplage des deux modèles hydrologique et hydrodynamique

Jean‐Jacques Frenette, Philippe Massicotte and Jean‐François Lapierre 54 Colourful niches of phototrophic microorganisms shaped by the spatial connectivity in a large river ecosystem: a riverscape approach

Dave Gadbois‐Côté, Gilbert Cabana et Hélène Glémet 55 Stress physiologique : Effet de l’hypoxie sur la perchaude (Perca flavescens) et l’omble de fontaine (Salvelinus fontinalis) en milieu lacustre

Anna Georges, Heba El‐Swais, Susanne E. Craig, William Li and David Walsh 56 Microbial community proteomics of a coastal ocean ecosystem

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AFFICHES / POSTERS Elsa Goerig et Normand E. Bergeron 57 Modélisation de la capacité de l’omble de fontaine (Salvelinus fontinalis) à franchir les ponceaux : de la théorie à la réalité

Guillaume Grosbois and Milla Rautio 58 Seasonal pattern of the integration of allochthonous carbon in boreal aquatic food web

Marie‐Pier Hébert, Stéphanie Massé, Cynthia Soued, Beatrix Beisner, 59 Paul del Giorgio et Roxane Maranger L’azote en eaux douces : importance du recyclage par le zooplancton, de la Nitrification et de la production du N2O

Rosalie Léonard et Pierre Legendre 60 Influence des traits de propagation des espèces sur la structure spatiale multi‐échelle des assemblages macrophytiques

Vincent Ouellet Jobin et Beatrix Beisner 61 Ségrégation des niches de phytoplancton selon la structure verticale de la colonne d’eau d’un lac

Carina Poulin, Flavienne Bruyant, Mariette Lambert, Marie‐Hélène Laprise, Jennifer 62 Marie‐Rose Vandenhecke et Yannick Huot Effets de la pollution lumineuse sur l’écophysiologie des cyanobactéries

Marilyne Robidoux, Alison Derry et Paul del Giorgio 63 How inter‐ and intra‐specific trait vary in boreal zooplankton communities along a gradient in dissolved organic carbon DOC ?

Geneviève Thibodeau, David Walsh and Beatrix E. Beisner 64 Stability of phytoplankton communities: A proposal

Tanya Tran, Daniel T. Selbie, Peter R. Leavitt, Lyse Godbout, Bruce P. Finney, 65 Daniel E. Schindler and Irene Gregory‐Eaves Tracking long‐term ecological changes in critical habitat for species at risk: Cultus Lake, British Columbia

Sandrine Twagirimana, Jay Lacey et Hubert Cabana 66 Modélisation numérique du transport du bisphénol A dans la rivière Coaticook en aval de l’effluent de l’usine de traitement des eaux usées

Amanda Winegardner, Beatrix Beisner and Irene Gregory‐Eaves 67 Zooplankton metacommunities in subarctic waters: integrating spatial and paleoecology to investigate dispersal on temporal scales

Jacob Ziegler, Chris T. Solomon and Irene Gregory‐Eaves 68 Controls of food chain length in shallow lakes

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Vendredi 8h30 ‐ Friday 8:30 AM

Conférencier invité / Guest speaker

Differences in bacterial life style matter...

Hans‐Peter GROSSART

Department of Limnology of Stratified Lakes, Leibniz‐Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries, Berlin, Germany

Studies on intra‐ and inter‐specific interactions even with higher organisms demonstrate that bacteria can rapidly adapt to temporal and spatial changes in their environment. Aquatic bacteria have optimized and dramatically expanded their living space by efficient exploitation of organic matter point sources such as particles/aggregates and higher organisms. Although it is evident that particles/aggregates and organisms such as phytoplankton are “hotspots” for microbial growth and transformation processes, it has not affected sampling strategies of aquatic microbial ecologists, who often focus solely on the free‐living bacterial fractions and a priori exclude higher organisms by non‐representative water sampling. Therefore, it is not surprising that aquatic microbial ecologists have largely overlooked the fact that many aquatic bacteria may possess a complex life style and frequently alternate between a free‐living and a surface‐associated stage. In accordance to this conception, genome analyses of aquatic bacteria ‐even of free‐living ones‐ have revealed that the majority of cells contain genes associated with motility, chemosensing, and surface attachment. Here, we propose that modern concepts in aquatic microbial ecology should take into account the high chemical diversity and spatio‐temporal variability of the bacterial environment. Interactions of aquatic bacteria with surfaces including living organisms are the key to understanding their physiological adaptations and population dynamics, as well as their contribution to biogeochemical cycles.

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Microbial diversity and biogeography of the St. Lawrence Estuary

Ting Ting Cui1, Travis Dawson1, Etienne Yergeau2, Roxane J. Maranger3,

Yves C. Gélinas4 and David A. Walsh1

1 Department of Biology, Concordia University [email protected]

2 Biotechnology Research Institute, National Research Council of Canada 3 Département des sciences biologiques, Université de Montréal

4 Department of Chemistry and Biochemistry, Concordia University The St. Lawrence Estuary (SLE) is a productive ecosystem characterized by steep gradients in salinity, carbon availability and nutrients, and is a site of organic matter (OM) removal from terrestrial and marine sources. A progressive acidification and depletion of dissolved oxygen (DO) is on going in SLE bottom waters, making the SLE a dynamic system faced with long term changes in environmental factors (DO and pH). How these changes may impact microbial community structure and biogeochemical processes is difficult to predict since few studies linking microbial ecology and biogeochemistry in the SLE exist. Here, we use 16S rRNA gene surveys and metagenomics to assess the phylogeny and metabolism of communities along the SLE salinity and vertical DO gradients. In surface waters, a transition from freshwater to marine communities was observed along a ~ 200 km transect. Upstream communities were dominated by Actinobacteria (ACK‐M1 cluster) and Beta‐proteobacteria (Comamonas), while downstream communities exhibited an abundance of Flavobacteria (Cytophaga, ARCTIC97A‐17 cluster and Polaribacter) and Alpha‐proteobacteria (Rhodobacterales). Community partitioning was observed along a ~300 m depth profile of the lower SLE, with an increase in Gamma‐proteobacteria, Marine Group A and SAR324 in deep waters. A distinct community was identified in the particle‐rich active boundary layer near the sea floor, which exhibited an enrichment in SAR324 and novel lineages of Firmicutes. Metagenomic analysis of deep‐water communities also identified an abundance of Marine Group I Crenarchaeota and is beginning to reveal insights into the metabolic capabilities of these deep‐water estuarine‐associated communities.

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Dynamique saisonnière du gène de la protéorhodopsine dans l'Océan Arctique

Dan Nguyen1, Roxane Maranger1, Vanessa Balagué2, Montserrat Coll2, Beatriz Fernández‐Gómez2, Connie Lovejoy3 et Carlos Pedrós‐Alió2

1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal

[email protected] 2 Institut de Ciències del Mar ‐ CSIC, Barcelona, Spain

3 Université Laval ‐ IBIS/Québec‐Océan, Québec, Canada

En transformant autant la lumière que la matière organique en énergie, les microbes photohétérotrophes remettent en question notre compréhension du cycle du carbone (C) marin. Le gène de la protéorhodopsine est un gène fonctionnel qui permet à certaines bactéries de capturer l'énergie lumineuse. Bien qu'il ait été observé dans plusieurs océans, les patrons saisonniers de présence et d'expression de la PR demeurent peu connus, spécialement dans les eaux polaires. Durant le projet Circumpolar Flaw Lead system study (IPY‐CFL), nous avons suivi les patrons saisonniers de présence et d'expression de PR dans le Golfe d'Amundsen, dans l'Arctique canadien. Des échantillons d'eau pour l'extraction de l'ADN et l'ARN bactérien et l'amplification du gène de la PR furent collectés de novembre 2007 à juillet 2008. Considérant les importantes variations d'ensoleillement en Arctique, nous anticipions l'absence d'expression sous les glaces et une expression durant la saison des eaux libres. La PR était présente dans l'ADN de tous les échantillons, alors que la transcription du gène en ARN semblait coïncider avec la saison de fonte et le retour de la lumière. Un changement dans la dynamique de la PR survient au printemps. Les amplicons de 16S ARNr, visualisés par électrophorèse par gel à gradient dénaturant, montrent également un changement rapide des communautés bactériennes à la fonte des glaces. La disponibilité de la lumière semble être un indicateur de la dynamique saisonnière de la PR et de la structure de la communauté bactérienne. Ces données augmentent notre connaissance de la distribution et de l'expression de la PR en Arctique, et sont un premier pas vers une meilleure intégration des photohétérotrophes dans la modélisation du cycle du C Arctique.

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A community of metacommunities: exploring patterns in species distribution across large geographical areas

Renato Henriques da Silva1, Zoë Lindo2 and Pedro R. Peres‐Neto1

1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal

[email protected] 2 Department of Biology, University of Western Ontario

Quantifying the relative importance of spatial and environmental factors underpinning species distributional patterns is one of the main goals in community ecology. The Elements of Metacommunity Structure (EMS) framework is able to evaluate multiple distributional patterns at once, but it has been underused in ecological studies. Given that each pattern can be related to a unique underlying structuring mechanism, their contrast across large scales may enhance our understanding of how metacommunities are structured. Here we apply this quantitative framework on a lake‐fish dataset containing 8911 lakes distributed across 85 watersheds (here treated as metacommunities) from Ontario. Our results indicate that Nestedness and Clementsian gradients fitted most metacommunities in which the former was found in low‐energy watersheds with larger lakes at higher latitudes, whereas the latter was observed in watersheds having opposite features. The feature that most distinguish these patterns was species turnover, having a gradient of low to high turnover from North to South influenced mainly by latitude and correlated environmental variables. To our knowledge, this is the first study that investigated whether and how environmental and spatial features generate consistent distributional patterns across metacommunities. Finally, as species distributional datasets are becoming increasingly available, ecologists should welcome the EMS framework as a way to provide greater insights about the processes structuring ecological communities.

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The relative influence of topography and land‐use on carbon export from stream catchments in Southern Quebec

Li Mingfeng, Yves Prairie, Paul del Giorgio and Alice Parkes

Département des sciences biologiques, Université de Québec à Montréal [email protected]

This is the first study to examine topography and land‐use together to determine their relative importance on the export of 3 carbon species: dissolved inorganic carbon (DIC), dissolved organic carbon (DOC), and total carbon (TC). Carbon export was measured in 83 streams in southern Quebec in 2004 and 2005. Using a combination of topographical and land‐use variables, characterised using ArcGIS, we built models that explained 50‐60% of the variance in export of the 3 carbon forms. DIC export was highest in catchments with little vegetation, a steep slope, and low elevation; whereas DOC export was greatest in catchments with more vegetation, a shallow slope, low elevation, fewer lakes, more wetlands, and a dendritic basin shape. As for TC export, it was highest in basins with low elevation, fewer lakes, and more wetlands. Our models predict that removing vegetation from watersheds would increase the export of DIC, but decrease the export of DOC, such that the DIC/DOC ratio of the exported C would increase, but overall TC export would not change. The partitioning of variance within these models reveals that DIC export was influenced by both topography and land‐use in nearly equal proportions; however, land‐use had a greater influence than topography on DOC export. We conclude that the quantity and form of terrestrial C exported to aquatic systems are partially pre‐determined by the underlying topography of the watershed, but are also dependent on land‐use, which can be anthropogenically altered.

Importance relative de la topographie et de l’utilisation du territoire sur l’exportation du carbone dans les ruisseaux du sud du Québec

C’est la première étude examinant simultanément la topographie et l’utilisation du territoire afin de déterminer leur importance relative sur l’exportation de 3 types de carbone : carbone inorganique dissous (CID), carbone organique dissous (COD) et carbone total (CT). L’exportation du C a été mesurée dans 83 ruisseaux du sud du Québec en 2004 et 2005. En utilisant des variables, caractérisées avec ArcGIS, décrivant à la fois la topographie et l’utilisation du territoire, nous avons construit des modèles expliquant 50 ‐ 60% de la variance de l’exportation des 3 types de C. L’exportation du CID était plus élevée dans les bassins ayant peu de végétation, une forte pente et une faible altitude, tandis que l’exportation du COD était plus élevée dans les bassins ayant plus de végétation, une faible pente et altitude, moins de lacs, plus de zones humides et un bassin de forme dendritique. L’exportation du CT était plus élevée dans les bassins ayant une faible altitude, peu de lacs et plus de zones humides. Ces modèles prédisent que, suite à une réduction de la végétation, l’exportation du CID augmenterait inversement à celle du COD, ce qui augmenterait le ratio CID/COD sans changer l’exportation du CT. Le partitionnement de la variance expliquée par ces modèles démontre que l’exportation du CID est déterminée de façon presque égale par la topographie et l’utilisation du territoire. Cependant, pour l’exportation du COD, l’utilisation du territoire est le facteur le plus important. En conclusion, les quantités et types de C terrestre exportés vers les écosystèmes aquatiques sont partiellement prédéterminés par la topographie du bassin mais ils dépendent aussi de l’utilisation du territoire qui est susceptible aux altérations anthropogéniques.

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Évasion de CO2 et de CH4 provenant des réseaux fluviaux boréaux : Implications au sein du budget de GES

Audrey Campeau et Paul del Giorgio

Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected]

L'évasion de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4) provenant des réseaux fluviaux (ruisseaux et rivières) a le potentiel de réduire de façon significative l'importance du puits global de carbone (C) terrestre. L'abondance d'études locales à petite échelle, adressant cette problématique dans divers types de systèmes aquatiques, nous laisse aujourd'hui avec une vision fragmentée de l'importance de ces émissions aux échelles régionale et globale. Nous présentons ici les résultats d'une première tentative visant à décrire et quantifier, à l'échelle régionale (40 000 km2), l'évasion de CO2 et de CH4 des réseaux fluviaux boréaux. Notre étude s'étend sur deux paysages boréaux distincts, couvrant un large gradient de taille de ruisseaux et de rivières (de 0,3 à 100 m de largeur). Au sein des deux régions, nous avons observé une tendance décroissante de la pression partielle de CO2 et de CH4, couplée avec une augmentation du coefficient d'échange gazeux (K600) vers l'aval au cours du réseau fluvial. Ceci résulte en un apport substantiel des ruisseaux aux émissions aquatiques totales de CO2 et de CH4. Nous avons aussi déterminé que, une fois traduit en potentiel de Gaz à effet de serre (GES), le CH4 correspond à une fraction considérable de ces émissions totales. Nos résultats suggèrent ainsi que l'omission des ruisseaux et de l'évasion de CH4 provenant du réseau fluvial peut induire une sous‐estimation importante lors du calcul des émissions de GES à l'échelle régionale.

CO2 and CH4 evasion from the boreal fluvial network: Implications for GHG budgets

Carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) evasion from the fluvial network (streams and rivers) have the potential to significantly offset the global terrestrial carbon (C) sink. The abundance of local scale studies, addressing this issue in all kinds of aquatic systems, has left us with a highly fragmented portrait of the magnitude of these emissions. Here, we present the first attempt to describe and quantifying, at a regional scale (40 000 km2), both CO2 and CH4 evasion from boreal fluvial networks. We have studied two distinct boreal landscapes that encompass a large gradient in streams and rivers size (from 0.3 to 100 m large). Within both regions, we have observed a similar pattern of decreasing partial pressure of CO2 and CH4, coupled with increasing gas exchange coefficient (K600) moving downstream along the fluvial network. This results in streams accounting for a disproportionally large fraction of total aquatic emissions of both CO2 and CH4. Once standardized for GHG potential, we further found that CH4 accounts for a considerable proportion of these total emissions. This suggests that neglecting the contribution of streams and CH4 emissions may induce serious underestimation in the calculation of regional GHG budgets.

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La « brunification » des eaux intérieures en tant que rétroaction positive aux changements climatiques :

Le rôle de la réactivité de la matière organique dissoute colorée

Jean‐François Lapierre, Martin Berggren, François Guillemette et Paul A. del Giorgio


Les eaux continentales deviennent de plus en plus colorées dû à un enrichissement en matière organique dissoute colorée (MODC) d’origine terrestre, phénomène nommé « brunification ». Il a de plus été démontré que les écosystèmes aquatiques contrebalancent de façon considérable les budgets globaux de C dû aux immenses quantités de CO2 émises par les milieux humides, les rivières, les réservoirs et les lacs année après année. Notre capacité à lier cette brunification et les émissions aquatiques de CO2 est par contre grandement limitée par nos connaissances de base concernant la susceptibilité de cette MODC à la minéralisation microbienne et photo‐chimique dans les systèmes aquatiques. Ici nous démontrons que la réactivité photo‐chimique du carbone organique dissous (COD) augmente disproportionnellement avec la MODC, tandis que la réactivité biologique augmente d’une façon 1 : 1, ce qui fait en sorte que la quantité totale ainsi que la proportion de COD qui seront converties en CO2 augmentent dans les écosystèmes aquatiques avec un enrichissement en MODC. Cet enrichissement étant relié à des perturbations climatiques qui se répercutent aux niveaux des régimes de précipitation et de la productivité primaire terrestre, la brunification des eaux continentales représente ainsi une rétroaction positive aux changements climatiques.

Inland water brownification as a positive feedback to climate changes: The role of colored dissolved organic matter reactivity

Inland waters are becoming enriched in brown‐colored terrestrial organic carbon (termed “brownification”), due to increasing colored dissolved organic matter (CDOM) exports from land to water. Aquatic ecosystems have also been shown to considerably offset global C budgets due to the tremendous amounts of CO2 that are emitted from wetlands, rivers, reservoirs and lakes every year. Our capacity to link brownification and aquatic CO2 emissions, however, is greatly limited by the lack of a basic understanding of terrestrial CDOM susceptibility to biological and photo‐chemical mineralization. Here we show that dissolved organic carbon (DOC) photo‐chemical reactivity increases disproportionately with increasing CDOM, whereas biological reactivity increases in a 1:1 manner, such that both the amount and the proportion of DOC that can potentially be converted to CO2 become greater as CDOM increases in freshwaters. Because such enrichment in aquatic CDOM have been linked with climate driven shifts in precipitation regime and terrestrial primary productivity, the additional conversion of DOC to CO2 in freshwater systems due to brownification represents a positive feedback to climate change.

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Mechanistic modeling of DOC dynamic:

Understanding interactions between kinetic processes and mass transport in a large river

Philippe Massicotte and Jean‐Jacques Frenette

Département de chimie‐biologie, Université du Québec à Trois‐Rivières [email protected]

Dissolved organic carbon (DOC) plays fundamental roles on the ecology of aquatic systems and its dynamic in large rivers, such as the St. Lawrence River (SLR), is still poorly understood. Large rivers are characterized by important hydrodynamic discontinuities and strong environmental heterogeneity which induce important consequences in terms of quality and quantity of DOC exported toward oceans. Simultaneously, various kinetic processes and the hydrological regime operate to drive the fate of DOC transiting in large rivers. For these reasons, the need for prognostic mechanistic models of the processes that produce and transform DOC is acute. To understand the global biogeochemical cycling of DOC in large rivers, we developed and tested a mechanistic model which integrates the role and amplitude of the principal processes involved in kinetic of labile and semi‐labile DOC pools using a simple feedforward framework. Additionally, we used a fine scale hydrodynamic model to include the role of water currents in terms of residence time on the cycling of DOC. We found that the observed spatial pattern of humic‐like DOC (semi‐labile pool) is strongly controlled by hydrological processes, whereas protein‐like DOC (labile pool) is more tightly linked to biological processes such as primary production and bacterial uptake.

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Les effets des tempêtes sur la dynamique du CO2 dans deux lacs boréaux au Québec

Dominic Vachon et Paul A. del Giorgio


Les effets des tempêtes sur la biogéochimie des lacs ne sont pas bien compris en parti due à la complexité de prendre des échantillons lors de ces évènements. Or, ces phénomènes pourraient possiblement avoir des impacts significatifs sur la dynamique du CO2. Les vents forts et la pluie abondante associés aux tempêtes vont affecter la physique, l'hydrologie ainsi que la biologie des lacs, pouvant occasionner un changement drastique du comportement du CO2 et mener à l'augmentation de la pCO2 à la surface des lacs. Dans le contexte des changements climatique, ce type d'évènement risque d'être plus fréquent et plus sévère, ce qui aura des répercussions sur les émissions annuelles de CO2 provenant des lacs. Ici, nous avons suivi deux lacs situés sur le bouclier Canadien au Québec pendant l'été 2011 en regardant diverses variables physiques, chimiques et météorologiques. Quatre tempêtes ont été choisies en fonction de leurs vents forts et de leurs précipitations élevées observés. En utilisant des données à hautes fréquence, nous avons été en mesure d'explorer les changements de la dynamique du CO2 causés par les tempêtes. Impacts of high wind and rain events on lakes biogeochemistry are not well understood, partly because of the complexity of taking measurements during storms. Nonetheless, these kinds of events could possibly have significant impacts on lakes CO2 dynamic. High rain and wind events affect the physic, hydrology and the biology of the lake, resulting in a definite shift in CO2 behaviour and often leading to lake surface pCO2 increases. In the context of climate changes, these kinds of events could possibly be more frequent and severe, which could have a great influence on lakes CO2 annual emissions. In this study, we monitored two Canadian Shield lakes throughout summer 2011 looking at diverse physical, chemical and meteorological variables. Four main storm events were selected according to the particularly high wind and high precipitation observed. Using this high‐frequency dataset, we were able to explore the lakes CO2 dynamic during and several days after the storms.

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Effets d’un abaissement artificiel de la thermocline sur les transformations de carbone dans un lac

Sara Mercier‐Blais, Beatrix Beisner et Yves Prairie


Les changements climatiques, et plus précisément une augmentation de la force des vents, pourraient conduire à un abaissement de la thermocline des lacs. Un tel abaissement de la thermocline pourrait avoir des effets importants sur la dynamique de transformation de carbone et ceux‐ci n'ont jamais été vérifiés. Le projet TIMEX (Thermocline Induced Mixing EXperiment) a pour objectif de manipuler expérimentalement la stratification thermique d'un lac pour simuler les effets anticipés des changements climatiques à l'échelle écosystémique. Nous avons observé les effets d'un changement de stratification thermique sur le cycle du carbone, et plus précisément les flux de CO2 et CH4 et la respiration pélagique. Un des principaux effets du changement de stratification était une augmentation du contenu en chaleur de 1,2°C en moyenne, avec un maximum de 2,2°C en juillet. Comparé au contrôle, le bassin expérimental du projet avait des flux de CO2 et une respiration pélagique épilimnétique environ 3 fois plus élevés. En prenant en considération la consommation de CO2 par la production primaire, il est possible de déterminer qu'il y a aussi une importante augmentation de la respiration benthique. Nos résultats suggèrent que l'augmentation de la respiration dans le lac est responsable des flux élevés de carbone du lac vers l'atmosphère. Étant donné que les différents scénarios climatiques prévoient que les effets des changements climatiques sur les écosystèmes iront en grandissant, les lacs pourraient devenir une source encore plus grande de carbone pour l'atmosphère. A changing climate, more precisely an increase in wind at lake surfaces, could lead to a significant deepening of lake thermoclines. The effect of such deepened thermoclines on the dynamics of the transformation of carbon in lakes has not been assessed previously. The objective of the TIMEX project is to experimentally manipulate the thermal regime of a lake to simulate some anticipated effects of a changing climate at the ecosystem scale. Using this whole‐lake experimental manipulation, we examined the effects of a change in thermal structure on the carbon cycle; specifically on CO2 and CH4 fluxes to the atmosphere and on heterotrophic respiration rates. A primary effect of thermocline deepening was to increase the heat content of the manipulated basin by an average of 1.1°C relative to the control basin, with a maximum increase of 2.2°C in July. Compared to the control, CO2 fluxes and the epilimnetic planktonic respiration rate in the experimental basin increased by about 3‐fold. Considering the consumption of CO2 by the primary production, we estimate that the benthic respiration also increases. Our results suggest that augmented respiration is largely responsible for the elevated CO2 flux to the atmosphere observed. As the impacts of climate change are predicted to continue to increase, lakes could become an even more important source of greenhouse gases to the atmosphere than they are already.

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Vendredi 13h30 ‐ Friday 1:30 PM

Est‐ce que l’hypoxie en lac module l’incorporation des détritus de l’hypolimnion dans les réseaux trophiques? Une approche basée sur le δ34S et le δ13C

Mathieu Langevin, Gilbert Cabana et Hélène Glémet

Département de chimie‐biologie, Université du Québec à Trois‐rivières [email protected]

Les modèles de mélange isotopique à deux sources utilisant le carbone (δ13C) sont couramment utilisés pour estimer les liens trophiques entre les consommateurs et les sources de nourritures pélagiques vs littorales. Cependant, plusieurs études récentes suggèrent que les proies benthiques provenant de l'hypolimnion (ex. : larves de chironomidés) qui se nourrissant de détritus de provenance allo‐ ou autochtone pourraient constituer une troisième source importante de nourriture dans les réseaux trophiques des lacs. Ces organismes se distinguent des autres sources par des valeurs de δ13C plus négatives, possiblement causées par un lien avec la boucle microbienne du recyclage du méthane. L'interprétation du réseau trophique par les modèles isotopiques « traditionnels » utilisant deux sources et un seul traceur, devient ambiguë, lorsqu'on ajoute une troisième source sans toutefois ajouter un traceur supplémentaire. Dans une étude de douze lacs du Bouclier canadien, nous démontrons que l'ajout des ratios isotopiques du soufre (δ34S) des invertébrés dans ces modèles permet de distinguer avec succès la chaîne alimentaire détritique profonde de celle pélagique et littorale. À l'aide d'un modèle à trois sources et deux isotopes, nous démontrons une grande variation dans la contribution de la matière sédimentaire hypolimnétique (0‐71%, médiane : 4%) qui est observée dans les populations de poissons et que celle‐ci peut être importante dans des lacs intensément touchés par l'hypoxie.

Sulfur and carbon stable isotopes as tracers of fish reliance on profundal detritic matter in lakes varying in hypoxia

Two end‐members carbon stable isotope (δ13C) mixing models are typically used to estimate the reliance of consumers on littoral benthic vs pelagic zooplanktonic food sources in lakes. There is however growing evidence that benthic prey from the hypolimnion (e.g. chironomid larvae) feeding on allo‐ or autochtonous detritus constitute a potentially important third food source to lake food webs. These organisms can have very distinct δ13C‐depleted signatures, which have been hypothesized to be related to microbial recycling of methane. Traditional two‐end member models cannot resolve this three food‐source problem, leaving interpretations of stable isotope food web studies often ambiguous. In a study of 12 Canadian Shield lakes, we show that sulfur stable isotopes (δ34S) of primary consumers can be used to successfully distinguish deep sedimentary food sources from zooplanktonic or littoral sources. Using a three‐source and two‐isotope model we show that a large range of contributions (0‐71%; median 4%) derived from hypolimnetic sedimentary matter in several fish populations is observed in lakes with important hypolimnetic oxygen deficits.

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Isotopic evidence for nitrogen cycling in three shallow lakes

Morgan Botrel1, Mark A. Altabet2, Irene Gregory‐Eaves3 and Roxane Maranger1

1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected]

2 Department of Estuarine and Ocean Sciences, University of Massachusetts Darmouth 3 Department of Biology, McGill University

Nitrogen (N) inputs to freshwater ecosystems have dramatically increased in recent decades altering the biogeochemical cycling of N. The use of multiple natural abundance stable isotopes on dissolved N species in water and particular organic matter may permit a better understanding of dominant N sources and biogeochemical processes transforming N in these systems. Here, we apply this technique to three small temperate lakes that span a trophic gradient. Lake water samples were collected between April 2010 and February 2011. We measured nutrient concentrations (NO3

‐, NO2‐, NH4

+, DON, TN) and did stable isotopic analyses (δ15N, δ13C, δ18O) on the particulate organic matter, nitrate and dissolved organic N (DON). Inlets were also sampled to determine the average isotopic signature using a mixing model. Seasonally the stable isotopic signature of all N species varied widely among systems, with the δ18O and δ15N of NO3

‐ increasing during summer. Preliminary results indicate that the nitrogen stable isotope signature (δ15N) track phytoplankton nutrient assimilation in our dimictic lake whereas the polymictic lakes appear to be more influenced by external inputs of organic matter or sediment resuspension. In the dimictic lake, our analysis of dual nitrate stable isotopes (δ18O, δ15N) revealed a deviation from the 1:1 relationship expected if assimilation was the dominant process affecting NO3

‐. This result suggests that nitrification is also regulating nitrate concentration. Although a challenge to interpret given dynamic external inputs to small lakes, the use of natural abundance stable isotopes of dissolved N is a promising technique to interpret N cycling dynamics.

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Consommation sélective et allocation métabolique différentielle des sources de carbone terrestres et algales

par la bactérioplancton lacustre

François Guillemette1, S. Leigh McCallister2 et Paul A. del Giorgio1

1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected]

2 Department of Biology, Virginia Commonwealth University

Nous en connaissons encore très peu sur l'importance relative du carbone terrestre vis‐à‐vis le carbone issu de sources autochthones dans le support du métabolisme bactérien et en particulier, sur les voies métaboliques empruntées (croissance vs. respiration) par ces sources de carbone. Dans cette étude, nous avons utilisé un système expérimental permettant la capture et l'analyse isotopique du CO2 respiratoire et de la biomasse bactérienne nous permettant d'estimer la proportion de carbone terrestre et algal supportant non seulement la respiration et la croissance bactérienne, mais aussi la consommation total de C par les communautés de bactérioplancton de plusieurs lacs d'Estrie. Nos résultats indiquent que les bactéries consomment à la fois du carbone algal et terrestre, mais que ces dernières favorisent l'utilisation de composés carbonés d'origine algale. Nos observations suggèrent qu'une fois consommé, ce carbone algal est préférentiellement respiré et non pas transformé sous forme de biomasse, cette dernière étant composée à plus de 85% de carbone terrestre et ce même dans les lacs les plus productifs. Il semblerait que cette importante et constante incorporation de C terrestre dans la biomasse bactérienne soit le résultat d'une plus grande efficacité d'incorporation de carbone terrestre en milieux productifs facilitée par la respiration de carbone algal présent en plus grande proportion dans ces lacs. Nos résultats constituent un des premiers exemples d'une facilitation (priming effect) de l'incorporation du carbone terrestre dans la biomasse du bactérioplancton par le carbone algal et décrivent une voie d'entrée efficace du carbone terrestre dans les réseaux trophiques aquatiques via le compartiment bactérien.

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Quelques exemples d’application d’un paradigme d’écologie aquatique en hydroclimatologie au Québec

Ali A. Assani

Section de géographie, Université du Québec à Trois‐Rivières [email protected]

Les débits de rivières constituent l’objet d’étude de plusieurs disciplines scientifiques (hydrologie, géomorphologie fluviale, hydroclimatologie, écologie aquatique, hydraulique, hydrogéologie, etc.). Depuis une dizaine d’années, on assiste à une émergence de nouvelles disciplines aux frontières des anciennes (écohydrologie, hydrogéomorphologie, etc). Ces nouvelles disciplines empruntent les concepts ou paradigmes, les méthodes et les hypothèses des anciennes disciplines pour résoudre des problèmes posées par une ou plusieurs disciplines. Dans le cadre de cet exposé, on donne quelques exemples d’application du concept de « régime des débits naturels » développé en écologie aquatique durant la décennie 1990 pour résoudre des problèmes spécifiques en hydroclimatologie au Québec.

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Lumière, macrophytes et zooplancton : interactions trophiques dans les lacs tempérés

Andrea Bertolo


Je vais vous présenter le programme de recherche que je compte mettre en place dans mon laboratoire à partir de cet été. Mon programme de recherche met en avant l’étude des effets de la structure physique de l'habitat sur les communautés zooplanctoniques naturelles. Mon but est de comprendre comment l'hétérogénéité spatiale dans la distribution de facteurs, tels les radiations UV et les tapis de macrophytes, affecte les communautés zooplanctoniques dans les systèmes naturels. Je porterai une attention particulière aux interactions entre radiations UV, prédation et structure physique de l’habitat, car conjointement ces facteurs peuvent affecter les réseaux trophiques aquatiques de façon pas toujours prévisible.

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La photographie en écologie / When photography met ecology

Raphaël Proulx


La grande majorité des biologistes de terrain sortent équipés d'une caméra numérique, le plus souvent dans le but de documenter la physionomie des sites d'échantillonnage ou encore de garnir leurs futures présentations de scènes d'actions. D'un autre côté, la photographie est au cœur des approches méthodologiques utilisées dans mon laboratoire afin d'étudier la structure et la dynamique des écosystèmes riverains. D'abord, je démontrerai comment la photographie de répétition permet de caractériser la dynamique temporelle de différentes fonctions écologiques, telles que la productivité primaire et l'investissement reproducteur. J'illustrerai mon propos à l'aide d'un exemple de synchronisme temporel aquatique‐terrestre entre la coloration du feuillage des arbres et l'activité de fraie chez la truite mouchetée en automne. Je présenterai également les tous premiers résultats de nos recherches portant sur l'utilisation de l'image numérique en tant qu'indicateur de la biodiversité végétale et animale dans les bandes riveraines du Lac Saint‐Pierre. Enfin, je conclurai sur des applications potentielles de nos approches aux milieux lotiques et lentiques.

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Samedi 8h45 ‐ Saturday 8:45 AM

Conférencier invité / Guest speaker

Submerged aquatic vegetation in the Hudson River, NY ‐ Appreciating function and fluctuation

Stuart FINDLAY

Cary Institute of Ecosystem Studies, Millbrook, NY, United States

Submerged plants in the littoral zone of aquatic ecosystems are widely recognized as providing important as habitat and in biogeochemical processes. Additionally they are considered one of the best indicators of water quality as well as affecting multiple human uses. In the tidal freshwater Hudson River we have studied the extent, ecological function and change of SAV for over a decade. Coverage by SAV is about 6% of the river bottom and varies dramatically over time with light availability being the ultimate driver. The predominant submerged plant is Vallisneria americana but there are also significant areas of an exotic species, Trapa natans. Both these plants serve as important habitats for fishes and invertebrates but generally support different taxa. Additionally, while they are sites of high biogeochemical cycling they tend to act in opposing directions. Change in coverage at the meso‐scale (hectares) appears related to the geographic context as well as possible effects of human‐modified shorelines.

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Potentiel de fixation d’azote et production de microcystine par les cyanobactéries

Marie‐Eve Monchamp1, Frances R. Pick2, Richard Villemur3, Beatrix E. Beisner4

et Roxane Maranger1

1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal marie‐[email protected]

2 Center for Advanced Research in Environmental Genomics, University of Ottawa 3 Institut National de Recherche Scientifique Armand‐Frappier


La présence des cyanobactéries peut fortement influencer les écosystèmes aquatiques par la capacité de certaines espèces à fixer l'azote atmosphérique (N2) et à produire des toxines. La fixation d'azote a lieu lorsque la concentration d'azote inorganique dissous (DIN) est faible. Toutefois, nous connaissons mal le rôle des facteurs environnementaux sur l'activation et la régulation de ce processus, et sur la présence et la composition des microcystines riches en azote. Ces deux processus sont possiblement liés négativement, car ils nécessitent tous les deux une grande quantité d'énergie et de ressource en N. De mai à octobre 2010, nous avons mesuré la composition des communautés de cyanobactéries, la concentration et la composition des microcystines, les taux de fixation d'azote, la présence et l'expression des gènes pour la fixation d'azote (nifH) et pour la formation des microcystines (mcyE), la concentration de nutriments ainsi que différents facteurs physiques dans trois lacs de l'Estrie (Québec). Des microcystines ont été détectées à chaque échantillonnage, avec une concentration maximale de 1.9 µg/L dans le lac Waterloo. Les congénères de microcystines variaient au cours de la saison, pour un même lac et entre les lacs. Les concentrations de DIN étaient généralement faibles dans les trois systèmes. Malgré la présence d'hétérocystes et la présence du gène nifH dans tous les échantillons, nous n'avons détecté aucun transcrits de nifH par RT‐PCR. Les incubations avec ajout de traceur (15N2) ont confirmé que la fixation n'avait pas lieu à des niveaux détectables.

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Cyanobacteria biomass in the United States: Developing predictive models

Marieke Beaulieu1, Frances Pick2 and Irene Gregory‐Eaves1

1 Department of Biology, McGill University [email protected]

2 Center for Advanced Research in Environmental Genomics, University of Ottawa

Cyanobacteria blooms can negatively impact water quality and recreational use of water bodies. Empirical modelling of cyanobacteria biomass in freshwater lakes has been a means of better assessing bloom risk. In such models, nutrients have most often been identified as the main predictor of cyanobacteria biomass. More recently, climate‐related variables such as water temperature and water column stability have received interest as predictor variables, especially in light of the traits of cyanobacteria that allow them to dominate in warmer and more stable water columns. In 2007, the National Lake Assessment (NLA) surveyed over 1000 lakes across the United States. Lakes were sampled once with a subset being revisited on a second occasion. Using water samples from the euphotic zone, phytoplankton taxa were identified to the lowest level and cell densities were calculated. These data were used to estimate cyanobacteria biomass (ug/L) using genera size ranges from identification textbooks and simple volume formulas. While nutrients remain the best predictors of total cyanobacteria biomass, water temperature is a significant predictive factor, capable of predicting a third of the variability which nutrients explain.

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A meta‐analysis of cyanobacteria dynamics over the last 200 years

Zofia Taranu and Irene Gregory‐Eaves

Department of Biology, McGill University [email protected]

Recently, numerous reviews have suggested that the occurrence and dominance of cyanobacterial blooms in freshwater and coastal ecosystems is expanding globally as a result of climate warming and cultural eutrophication. Lake surveys show that across the landscape, both elevated water temperatures and nutrient concentrations are significant drivers of cyanobacterial blooms. To the best of our knowledge, however, there has been no quantitative synthesis of centennial trends in cyanobacteria abundance. In light of the forecasted increase in global temperature, coupled with the growing need for agricultural products, it is imperative to determine whether these factors are linked to a significant rise in cyanobacterial blooms through time. We present preliminary results from a meta‐analysis based on paleolimnological studies tracking changes in sedimentary pigment of lakes over the last ~200 years. Sedimentary algal pigments are specific to major phytoplankton groups and have been successfully used to reconstruct changes in trophic state and climate. Paleolimnological data from oligo‐ to eutrophic study lakes located in pristine to agriculturally‐developed catchments, respectively, were considered to isolate the effects of climate‐nutrient interactions. Comparison of these study systems will allow us to tease apart the effects of climate warming (pristine sites and pre‐settlement era) from the effects of climate‐nutrient interactions (developed sites and post‐settlement era).

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Estimation de la chlorophylle‐a à l'aide des données MODIS à 250 m de résolution spatiale dans les lacs au Sud du Québec

Anas El Alem1, Karem Chokmani1, Isabelle Laurion1 et Salah‐Eddine El‐Adlouni2

1 Institut national de la recherche scientifique, Centre Eau Terre Environnement

[email protected] 2 Département de mathématiques et de statistique, Université de Moncton,

Campus de Moncton L'occurrence des Fleur d'Eau d'Algue (FEA) a connu un développement important dans les plans d'eau au cours de ces dernières années. En 2010 au Québec, 150 plans d'eau douce ont été touchés par une FEA dont 53 sont nouvellement touchés, le problème devient alors d'intérêt public. Actuellement, le moyen le plus sûr pour détecter la présence des FEA est l'échantillonnage in situ. Toutefois, ce processus de surveillance demeure limité dans le temps et dans l'espace. La télédétection peut remédier à cette problématique, grâce à sa capacité de couvrir l'étendu spatiale et la fréquence temporelle nécessaire, particulièrement avec l'avènement de nouvelle génération de capteurs tels que MODIS (MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer). Afin de tester le potentiel des sept premières bandes de MODIS (initialement conçues pour étudier les aérosols et la terre et dont la résolution spatiale a été améliorée) pour suivre les FEA. Quatre algorithmes d'estimation de la chlorophylle‐a (Chl‐a) ont été retenus: deux approches semi‐analytiques (Kahru et inspirée de Gitelson), un indice de flottaison (Floating Algae Index) et une nouvelle approche semi‐analytique développée par l'équipe de l'INRS nommée APPEL (APProche par Élimination). Les modèles APPEL, Kahru et FAI ont donnés des résultats satisfaisants et estiment la Chl‐a avec des coefficients de corrélation de 0.93, 0.91 et 0.89, respectivement. Cependant, le modèle inspiré de Gitelson performe moins bien que les autres (R2=0.79). Cette étude analytique entre les modèles a permis de vérifier le potentiel des sept premières bandes de MODIS, à quantifier la Chl‐a dans les lacs du Sud du Québec et à mettre en évidence les forces et les faiblesses de chaque modèle.

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The influence of light on the foraging impact of an introduced predator (Bythotrephes longimanus)

Anneli Jokela1, Shelley Arnott1 and Beatrix E. Beisner2

1 Department of Biology, Queen's University

[email protected] 2 Department of Biological Sciences, Université du Québec à Montréal

Introduced predators can have large impacts, especially in freshwater ecosystems. Understanding factors that influence the foraging ability of introduced predators is an important step in determining the potential impacts to invaded zooplankton communities. The exotic predatory cladoceran Bythotrephes longimanus occupies a shallow position in the water column relative to other native macroinvertebrate predators. This position may be advantageous by decreasing the amount of spatial overlap with potential competitors. Occupying a shallower position may also be necessary for successful foraging since Bythotrephes is a predominantly visual predator. We conducted a series of in‐situ experiments to determine the effect of light on the foraging ability of Bythotrephes. In 1L enclosures containing Daphnia prey, predation by Bythotrephes increased with increasing light availability. Interestingly, there was no evidence of predation in treatments where light was excluded, suggesting that unlike most macroinvertebrate predators, Bythotrephes is unable to feed by mechanoreception alone. A subsequent experiment used larger enclosures with an assemblage of prey from an uninvaded lake and found that Bythotrephes reduced zooplankton diversity under ambient light conditions. This decrease in diversity appears to be mainly driven by decreases in cladoceran abundance. However, we also found that the interaction between Bythotrephes predation and light varied across the different cladoceran groups, suggesting that some taxa are more vulnerable under certain light conditions. Overall, these results suggest that light refuges could play an important role in mediating the impact of Bythotrephes.

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Effects of a deepened thermocline on zooplankton community phenology: TIMEX project

Joanna Gauthier, Yves T. Prairie and Beatrix E. Beisner


Thermal stratification is one of the key structuring factors for lake plankton. Thermocline depth, can be altered by changes in wind stress affecting the lake surface. Increased wind velocities can be induced by altering the riparian regions of lakes (fires, logging) or through climate change. The main objective of our research was to assess the effect of changes in lake thermal stratification and its accompanying mixing on zooplankton community phenology. We experimentally deepened the thermocline in one basin of a three basin lake (Lac Croche, Québec) through mixing. The mixed basin was compared to a control which had no thermal alteration, and with an intermediate basin that acted as a thermal buffer (thermocline deepening, but no mixing). Biotic and abiotic data were collected in profile in all three basins at their deepest points every week during the ice‐free season. Control data were collected in 2007 prior to manipulation, with 2008‐2010 as experimental years. Principal Response Curves (PRC) using Redundancy Analysis (RDA) fit to zooplankton community data showed that Bosmina longirostris, Cyclopoids species and Keratella cochlearis were positively affected while Daphnia longiremis was negatively affected by the treatment. Results from Multivariate Regression Trees (MRT) analyses indicated that the timing of species arrival through the summer was altered in the experimental basins. Our study suggests that deepened thermocline can alter the trophic web through important shifts in the zooplankton community. La stratification thermique est un facteur important dans la structure des communautés de plancton lacustre. La profondeur de la thermocline peut être altérée par le changement du régime des vents sur la surface des lacs. Une augmentation du régime des vents peut être causée par la transformation de la région riveraine des lacs (feux, déforestation) ou à travers les changements climatiques. La thermocline d'un bassin d'un lac (Lac Croche, Québec) séparé en trois bassins naturellement a été abaissée expérimentalement par mélange. Le bassin mélangé a été comparé à un contrôle dans lequel aucune modification thermique n'a eu lieu, et avec un bassin intermédiaire qui agit comme tampon thermique (thermocline abaissée, mais aucun mélange). Des données biotiques et abiotiques ont été recueillies en profil dans les trois bassins à leur point le plus profond chaque semaine durant la période sans glace. Des données pré‐manipulation (contrôle) ont été recueillies en 2007 et 2008‐2010 sont des années expérimentales. La méthode des courbes de réponses principales (PRC) utilisant l'analyse canonique de redondance (RDA) appliquée sur les données de communauté de zooplancton a montré que Bosmina longirostris, les espèces de Cyclopoïdes et Keratella cochlearis ont été affectés positivement mais Daphnia longiremis a été affecté négativement par le traitement. Des analyses par arbres de régression multivariable (ARM) ont indiqué que certaines espèces arrivent à des moments différents pendant l'été dans les bassins expérimentaux. Notre étude suggère que l'abaissement de la thermocline peut modifier le réseau trophique à travers d'importants changements dans la communauté de zooplancton.

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How zooplankton community structure is regulated? A new approach

Nicolas Fortin St‐Gelais, Paul del Giorgio and Beatrix E. Beisner


Traditionally, zooplankton community structure studies have revolved around classical predictors of biodiversity in lakes such as morphometry and primary productivity. While the green carbon pathway (from phytoplankton to fish) is well established in trophic studies, recent work has demonstrated a significant contribution of terrestrial bacterial‐mobilized carbon to sustain zooplankton communities. However, the relative effects of each pathway on zooplankton community stucture remains unclear and because it may have a complex dependence on lake characteristics, remains controversial. Moreover, because simple community properties, such as biomass and taxonomic diversity, do not capture the complexity of interactions of zooplankton with the environment (e.g. carbon acquisition), there is a need to develop community indices based on functional characteristics. Taking these aspects into account should allow the development of a more mechanistic understanding of the processes regulating communities. Toward this goal, we have integrated into the classical approach, variables associated with: (i) the provenance of carbon and (ii) zooplankton functional diversity. In our study of zooplankton communities across landscapes of lakes, we used the ratio of primary production to bacterial production (PP:BP) to represent the alternate pathways by which matter and energy are passed through food webs. Furthermore, we use functional diversity rather than taxonomically‐based indices so as to identify the mechanistic basis for the observed community responses to the different food web structures. Our preliminary results show that zooplankton community structure (diversity, function and composition) differs most between lakes that are at the extremes of the energy and carbon flow pathways.

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Time‐varying trophic cascades are modulated by lunar phase

Akash Sastri, Philippe Juneau and Beatrix E. Beisner


The presence or absence of apex predators can influence the biomass of lower trophic levels. For instance, a trophic cascade resulting from the experimental removal of piscivores can generate increased planktivore biomass, decreases in herbivorous zooplankton, and increased phytoplankton biomass in lakes. Given that most demonstrations of trophic cascades examine variation in food web dynamics integrated over time scales of a growing season or longer, it is not clear how trophic cascades manifest at shorter time scales (days to weeks). At these time scales behavioural, demographic and other predator‐prey processes may obscure or enhance the appearance and strength of such cascades and may cause top‐down effects to vary through time. A short‐term periodic process that has the potential to alter the behavior of top predators in lakes is the lunar phase. Here, we test the model predictions with respect to changes in zooplankton production rates to show that these are similarly related to lunar cycles. Our observations in a North Temperate meso‐oligotrophic lake (Lac Croche, QC), demonstrate that plankton food web dynamics can be related to lunar cycles because of a trophic cascade from apex predators that propagates through to lower trophic levels. We demonstrate for the first time, responses in the biomass of all trophic levels to the periodic pattern of lunar illumination, and in directly measured community biomass production rates of the crustacean zooplankton.

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Samedi 13h30 ‐ Saturday 1:30 PM

Influence de la saison et de facteurs biologiques sur la bioaccumulation et le tranfert trophique du mercure et du sélénium dans des systèmes aquatiques

au Burkina Faso

Ousséni Ouédraogo et Marc Amyot

GRIL, Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected]

Afin d’évaluer l’influence de la saison, du niveau trophique et de facteurs biologiques sur la bioaccumulation et le transfert du Hg et du Se, dans les systèmes aquatiques au Burkina Faso, on a mesuré leurs concentrations dans l’eau, les sédiments et des organismes aquatiques (zooplancton, invertébrés, poissons) dans trois réservoirs d’eau au cours des saisons pluvieuse 2010 et sèche 2011. Les niveaux trophiques des organismes et la source du carbone à la base des réseaux trophiques ont également été déterminé par l’analyse des ratios d’isotopes stables d’azote (δ15N) et de carbone (δ13C) respectivement. Les concentrations des métaux ont significativement diminué dans l’eau, les sédiments et la plupart des poissons en saison sèche par rapport à celles de la saison pluvieuse suggérant un rôle prépondérant de la saison dans l’accumulation des métaux traces dans ces systèmes. Les corrélations observées entre les concentrations en Hg et en Se des organismes et les ratios d’isotopes stables d’azote indiquent que la bioaccumulation du Hg et du Se chez les organismes aquatiques serait en lien avec leur niveau trophique. Les facteurs de bioamplification du Hg et du Se (pentes de la régression de [Hg] et [Se] sur δ15N) variaient d’un réservoir à l’autre mais aussi d’une saison à l’autre au sein d’un même écosystème. Une variation significative de la source de carbone en relation avec le niveau de concentration en Hg a été observée chez certaines espèces de poisson entre les deux saisons. Cela laisse croire que l’utilisation saisonnière de l’habitat par certaines espèces de poisson ainsi que la longueur total et le niveau trophique sont déterminants pour expliquer l’accumulation de ces contaminants chez ces poissons.

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Impacts d'une autoroute sur les populations d'omble de fontaine en rivière

Marc Pépino, Marco A. Rodríguez et Pierre Magnan


Les infrastructures routières fragmentent durablement le paysage. La sédimentation induite par les travaux routiers et la restriction des déplacements au niveau des traverses sont les deux principaux impacts des routes sur les populations de poissons. L'objectif de l'étude a été de quantifier les impacts d'une autoroute sur les populations d'omble de fontaine (Salvelinus fontinalis) en s'intéressant à : (i) la distribution estivale, (ii) la dispersion estivale et (iii) la reproduction à l'automne. Cette étude s'intègre dans le projet d'élargissement de l'axe routier 73/175 entre les villes de Québec et du Saguenay entrepris par le ministère des Transports du Québec. Un plan d'échantillonnage extensif incluant 38 cours d'eau sur un tronçon linéaire de 157 km a été retenu pour effectuer le suivi des travaux autoroutiers de 2006 à 2008. Nos résultats indiquent que plus le franchissement des traverses est difficile, plus les densités en aval sont élevées par rapport à celles observées en amont. Une restriction des déplacements vers l'amont est le mécanisme le plus plausible pour expliquer ces différences. Les travaux autoroutiers n'ont pas eu d'impact majeur à court terme sur la densité de population d'omble de fontaine, ni sur l'activité de reproduction. Les approches de modélisation développées dans cette étude proposent des mesures quantitatives de la fragmentation de l'habitat permettant une évaluation rigoureuse des impacts autoroutiers sur les populations de poisson en rivière.

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L'espace de mobilité des rivières du sud du Québec : rôle dans la création et le maintien des habitats aquatiques et riverains

Guénolé Choné et Pascale M. Biron

Département de géographie, urbanisme et environnement, Université Concordia [email protected]

Les projets de restauration de l'habitat des cours d'eau sont coûteux et impliquent souvent une intervention directe dans les cours d'eau (e.g. création de fosses). Toutefois, il est de plus en plus reconnu que les processus géomorphologiques fluviaux tels que la mobilité, longtemps uniquement perçue comme une érosion menaçant l'utilisation anthropique des terrains riverains, permettent la création et le maintien des habitats aquatiques et riverains de façon naturelle. L'objectif de cette étude est 1) de documenter l'espace de mobilité sur trois rivières représentatives de la variabilité géomorphologique du sud du Québec (la Yamaska Sud‐Est, la De la Roche, et la Matane) et 2) d'examiner la relation entre la mobilité des cours d'eau et trois types d'habitat : les bancs de sédiments résultants de la migration des méandres, les bras morts des méandres et les embâcles de bois. La mobilité des trois rivières a été évaluée pour chaque tronçon homogène à partir de photographies aériennes pour la période 1950‐2009. Des données de terrain et des photographies à haute résolution, ainsi que des données Lidar pour la rivière Matane, ont aussi permis de cartographier les habitats, les marques d'érosion et les interventions anthropiques (stabilisation, linéarisation). Cette analyse permettra de déterminer la valeur potentielle en terme de création d'habitat de l'établissement d'un corridor de mobilité, zone protégée où les processus d'érosion naturels pourraient reprendre place.

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La relation entre le comportement de déplacement, la dynamique de l'habitat et la morphologie individuelle chez une communauté de poissons en ruisseau

Marie‐Christine Bellemare et Pedro Peres‐Neto


Grâce à la forte association entre la nage et l'utilisation d'habitat chez les poissons, la morphologie influence davantage le mouvement comparativement à d'autres groupes d'organisme. Toutefois, malgré le nombre grandissant d'études qui explorent le comportement de déplacement chez les poissons et la morphologie individuelle, cette étude est la première, à notre connaissance, qui relie ces deux aspects du phénotype. Nous avons suivi le déplacement d'une communauté de poissons d'une rivière de la région des Laurentides (QC, Canada) durant 16 semaines à l'aide d'étiquettes à transpondeurs passifs intégrés (PIT tags). Sur une distance de 1 km, différentes sections correspondantes à différents microhabitats (rapides, fosses, coulées) ont été visitées chaque semaine afin de tracer le parcours hebdomadaire de chaque individu marqué appartenant à plusieurs espèces de poissons. L'hétérogénéité d'habitat que l'on observe en rivières permet l'évaluation du lien entre l'adaptation aux conditions locales, la variation phénotypique au niveau interindividuelle ainsi que le comportement de déplacement. Les fluctuations temporelles de température et de niveau d'eau ont aussi été mesurées sur une base horaire grâce à l'emploi d'enregistreurs de donnés placés le long du tronçon de la rivière. Les populations observées ont toutes présenté une diversité de comportement de déplacement, soit stationnaires, mobiles ou émigrant. Malgré les grandes fluctuations environnementales durant l'été, seulement une petite partie des individus marqués se sont déplacés, ce qui suggère que la dynamique environnementale n'agit pas en tant que déclencheur au mouvement. De plus, toutes les espèces ont présenté des différences morphologiques selon leur préférence d'habitat et le type de comportement de déplacement adopté. Selon ce dernier facteur, les différences étaient constantes puisque les individus provenant de différentes espèces convergeaient à travers plusieurs aspects de leur morphologie. Nos résultats supportent l'hypothèse de l'hétérogénéité de la population, qui attribue la présence de deux sous groupes phénotypiquement distincts à l'intérieur d'une population. Les futures recherches devront se consacrer à comprendre comment ce polymorphisme est maintenu au sein des populations et son implication face à l'évolution et à la coexistence des espèces.

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Effets des régimes de température sur l'expression des tactiques de thermorégulation comportementale chez l'omble de fontaine, Salvelinus fontinalis, lacustre

Katerine Goyer, Andrea Bertolo, Marc Pépino et Pierre Magnan


Des études expérimentales ont montré que la sélection d'une température donnée par les poissons peut être influencée par des facteurs comme le sexe des individus ou leur alimentation. Malgré qu'il y ait des évidences de variabilité intra‐population dans le comportement thermique, la présence de différentes tactiques a rarement été considérée dans l'étude des populations en nature. Une étude récente (Bertolo et al. 2011) a mis en évidence l'existence de quatre tactiques de thermorégulation comportementale au sein d'une population lacustre d'omble de fontaine. Le polymorphisme trophique et une différence dans le budget énergétique des mâles et des femelles ont été proposés comme mécanismes sous‐jacents à la présence de ces tactiques. Les auteurs n'ont cependant pas été en mesure d'associer directement ces facteurs aux tactiques identifiées. L'objectif de la présente étude était de confirmer la stabilité interannuelle de ces tactiques et de vérifier les hypothèses proposées par Bertolo et al. (2011). Pour ce faire, 30 ombles de fontaine adultes ont été munis d'un émetteur thermosensible à l'été 2010 afin de faire un suivi de leur température et de leurs déplacements sur une base journalière. Les individus ont affiché principalement deux tactiques au lieu des quatre identifiées dans l'étude de Bertolo et al. (2011). Ce résultat a été associé au profil thermique du lac, qui a été plus chaud en 2010 qu'en 2003 et 2005. Notre étude confirme la stabilité interannuelle des tactiques de thermorégulation chez l'omble de fontaine, mais montre que l'expression de ces tactiques dépend du régime thermique du lac. Nos résultats suggèrent également que le polymorphisme est un des mécanismes responsables de la diversification des comportements thermiques au sein de cette population.

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Impact of introduced trout on native foodwebs of high elevation lakes and implications for lake restoration

Queenie Gray, Dylan Fraser and Jim Grant

Department of Biology, Concordia University [email protected]

High elevation lakes in the Rocky Mountains have been stocked with various species of trout to improve recreational angling. The purpose of this study is to determine the impacts of introduced trout in historically fishless mountain lakes of southwest Alberta. The secondary purpose is to quantify remnant fish populations in order to make recommendations for restoration by fish removal, as costly restoration efforts have been implemented in nearby systems. The hypothesis that lakes without fish will have zooplankton assemblages characterized by a large body size but fewer taxa is tested through a comparative survey of ecosystem components of lakes that have reverted to a fishless condition (n=9) and lakes that maintain self‐sustaining fish populations (n=10). Phytoplankton pigments, zooplankton and lake sediments were sampled in 2011. Introduced trout populations (Salvelinus fontinalis and Oncorhynchus clarkii lewisi) were sampled by gill nets. Analyses of variance and other statistical tests will be used to determine how independent variables (lake and sampling season) interact with dependent variables (CPUE, length, weight, age, maturity and sex). Initial observational data has shown that fish do not inhibit the presence of large, conspicuous copepods in all lakes. Zooplankton assemblages are strikingly varied across lakes, even those that are geographically close. Trout populations also vary in demographic characteristics, such as length and CPUE. The selection of lakes for restoration by fish removal should consider the impacts of introduced fish on native food webs, the conservation value of the lakes, and demographic characteristics of introduced trout populations.

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RÉSUMÉS DES AFFICHES

POSTER ABSTRACTS

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Affiche ‐ Poster

Seasonal and spatial changes in GHG emission from two small, eutrophic lakes

Maciej Bartosiewicz1,2 and Isabelle Laurion1,2

1 Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique (GRIL)

2 Institut national de la recherche scientifique, Centre Eau Terre Environnement [email protected]

Although small lakes and ponds are one of the most abundant and accessible inland water bodies, they remain poorly understood in the means of their biochemical or physiochemical properties as well as their impact on global carbon budget. What is known is that such lakes having considerable large watersheds in comparison with open water area could act as a sinks for the allochtonous nutrients and organic matter, throughout centuries entrapping carbon, nitrogen and phosphorus in sediments. Continuously part of the organic matter (either auto or allochtonous) is respired by microbes and released as a climate affecting mixture of gases to the atmosphere. However as long as the lake is young' part of the excessive carbon can be also deposited and excluded from the atmospheric cycling. When over time deposition of organic material causes shallowing and allows phytoplankton or macrophytes to cover ever greater percentage of open water area, small lake releasing old, stored carbon might become a significant source of gaseous carbon (as carbon dioxide and methane) changing the local climate. Here we present the results from the full season study of the carbon dynamic in two small, senescing, macrophyte dominated lakes. To recognizes the patterns of the carbon dynamic (hot spots, hot moments) we: tested two stations on the lake every two weeks from April to September for nutrients, DOC, CO2 and CH4 (water column diffusion), tested ten different locations for the green house gas emission at same hour and in comparable weather and sampled all known inlets and outlets both for nutrients DOC, as well as for gaseous and dissolved CO2 and CH4. Additionally we performed anaerobic incubation experiments on lake sediments to estimate the possible rate of emission from the bottom without the influence of photosynthetic CO2 usage and methanotrophy. Preliminary results show the great potential of small lakes to emit significant amounts of strongly effecting climate green house gases as well as the relationship between the development of macrophyte coverage and CO2/CH4 dynamics.

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Affiche ‐ Poster

Effects of differential nitrogen‐urea loading for algal abundance, composition, and toxicity in hypereutrophic lakes

Matthew J. Bogard1, Richard J. Vogt2, Derek B. Donald2, Lynda Bunting2

and Peter R. Leavitt2

1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected]

2 Department of Biology, University of Regina Agricultural urea ([NH2]CO) fertilizer applications have increased at near‐exponential rates since 1970, yet relatively little is known of their potential effects on aquatic ecosystems. To measure the effects of urea fertilization on algal abundance, composition, and cyanobacterial toxin (microcystins) production, we conducted three 21‐day long mesocosm (3150 L) experiments in hypereutrophic Wascana Lake, Saskatchewan, in the summer of 2009. Urea was added weekly, at 0, 1, 3, 8, and 18 mg N L‐1. All N additions caused total algal biomass to increase rapidly (< 4 days) to a plateau at ~5 mg N L‐1, beyond which excess N had little effect on total abundance. Measurement of functional algal groups using high performance liquid chromatography revealed strong initial (<1 week) shifts in the algal community, favoring chlorophyte (July) or colonial cyanobacterial (Microcystis, Planktothrix) (August, September) biomass across all N loads. Later (>1 week), colonial cyanobacteria consistently dominated at low to intermediate‐ (< 8 mg N L‐1), and chlorophytes at high (> 8 mg N L‐1) N loads. The greatest microcystin abundance was observed in intermediate treatments receiving 3 and 8 mg N L‐1. These findings are timely for the management of freshwater resources worldwide, given an expected ~100 Tg yr‐1 (i.e., 100%) increase in urea fertilizer use by 2050.

Effets de différents apports d’urée sur l’abondance, la composition

et la toxicité des algues dans les lacs hypereutrophes L'utilisation agricole de l'urée ([NH2]CO) a augmenté exponentiellement depuis 1970, mais on en sait relativement peu sur leurs effets sur les écosystèmes aquatiques. Pour mesurer les effets de la fertilisation par l'urée sur l'abondance d'algues, la composition, et la production des toxines cyanobactériennes (microcystines), nous avons accompli trois expériences de mésocosme (3150 L) dans le Lac hypereutrophe de Wascana, Saskatchewan, au cours de l'été 2009. Chaque expérience a duré 21 jours, et l'urée a été ajoutée chaque semaine, à raison de 0, 1, 3, 8 et 18 mg N l‐1. Toutes les additions de N ont rapidement (< 4 jours) augmenté la biomasse totale d'algues jusqu'à un plateau de ~5 mg N l‐1, au‐delà duquel l'excès de N avait peu d'effet. La mesure des groupes fonctionnels d'algues a initialement (<1 semaine) révélé de forts changements au niveau de la communauté d'algues, en favorisant la biomasse de chlorophytes (juillet) ou de cyanobactéries coloniales (Microcystis, Planktothrix) (août, septembre) pour toutes les concentrations de N. Plus tard (> 1 semaine), les cyanobactéries coloniales ont invariablement dominé aux concentrations de N <8 mg N l‐1, tandis que les chlorophytes ont dominé à > 8 mg N l‐1. Les plus grandes abondances de microcystines ont été observées dans les traitements de N intermédiaires (3 et 8 mg N l‐1). Ces observations sont importantes pour la gestion des ressources d'eau douce mondiales, considérant que l'utilisation agricole de l'urée devrait doubler (~100 Tg) d'ici 2050.

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Affiche ‐ Poster

La dynamique des émissions de méthane dans les étangs de castor : l'importance de l'ébullition

Lennie Boutet et Paul del Giorgio


Le méthane (CH4) est un gaz à effet de serre 23 fois plus puissant que le CO2. Dans les écosystèmes d'eau douce, il est produit lors de la décomposition de la matière organique en condition anaérobique et peut être émis principalement par diffusion et ébullition. Le CH4 émis par ce dernier mécanisme demeure toutefois presque systématiquement exclus des bilans de gaz à effet de serre (GES) puisque peu d'estimés fiables des émissions par ébullition existent à ce jour. Nous avons donc quantifié, à l'aide de collecteurs de bulles en forme d'entonnoir placés au‐dessus des sédiments, la contribution de l'ébullition sur les émissions totales de CH4 dans 10 étangs de castor de la région de Chicoutimi et nous avons évalué les patrons temporels de ce mécanisme de transport. La température des sédiments semble jouer un rôle majeur dans la régulation de l'ébullition, laquelle représente de 20 à 90% des émissions totales de CH4 dans les différents étangs étudiés. Ainsi, nous avons observé des taux d'ébullition plus élevés durant l'été, lorsque la température des sédiments était maximale, comparativement à l'automne. Compte tenu de l'importance de l'ébullition et de ses facteurs de contrôle, il est donc impératif de considérer ce mécanisme dans les budgets régionaux de GES et de comprendre sa contribution aux émissions totales de CH4 dans d'autres types d'écosystèmes où les conditions environnementales, dont la température, sont susceptibles de varier considérablement.

Dynamics of methane emission in beaver ponds: the importance of ebullition

Methane (CH4) is a greenhouse gas (GHG) that is 23 times more potent than CO2. In freshwater ecosystems, it is produced by anaerobic decomposition of organic matter and it is emitted mainly by diffusion and ebullition (bubbling). However, CH4 ebullition is almost always entirely excluded from GHG budgets, since few reliable estimates of ebullition rates exist. To address this problem, we quantified contributions of ebullition, both spatially and temporally, to total methane emissions using a new, near‐sediment funneling method in 10 beaver ponds in the Chicoutimi region. Preliminary analyses revealed that ebullition of CH4 were largely regulated by sediment temperature, representing 20‐90% of total CH4 emissions across study ponds. Seasonally, we observed higher rates of ebullition in the summer, when the sediment temperature was maximal, compared to the fall. Given the large contribution of ebullition to aquatic GHG production in Beaver ponds of the Chicoutimi region, and its regulation by temperature, it is imperative to consider this mechanism in larger‐scale boreal GHG budgets, and to compare these findings with CH4 budgets from other regions with variable environmental conditions (e.g. temperature).

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Affiche ‐ Poster

Microbial communities transforming dissolved organic matter in a large estuarine system

Travis Dawson1, Ting Ting Cui1, Etienne Yergeau2, Roxane J. Maranger3,

Yves C. Gélinas4 and David A. Walsh1

1 Department of Biology, Concordia University [email protected]

2 Biotechnology Research Institute, National Research Council of Canada 3 Département des sciences biologiques, Université de Montréal

4 Department of Chemistry and Biochemistry, Concordia University The St. Lawrence Estuary (SLE) is an important repository for dissolved organic matter (DOM), produced both internally by phytoplankton and externally by terrestrial plants. In the SLE, freshwater progressively mixes with saltwater as it flows towards the ocean. Heterotrophic bacteria are responsible for degrading DOM, and effectively remineralize 50% of Earth’s net primary production. Although these microbes are integral to global nutrient cycling, their complex community and functional diversity makes it difficult to resolve the exact mechanisms by which they degrade OM. Adding to the complexity of this interaction is the compositional diversity of DOM. Terrestrial organic matter (TOM) is found in highest concentration in the Upper St. Lawrence Estuary (USLE) because of the relatively high amount of terrestrial inputs found inland. I aim to provide insight into how bacterial community structure and metabolic function changes in response to differential DOM inputs, including high molecular weight (HMW) DOM and solid phase extracted (SPE) DOM from marine and terrestrial sources. Microcosms differing in DOM treatment were incubated at 7°C and 25°C for 32 hours. Microcosms were sampled for free‐living bacteria and RNA was extracted from these samples for metatranscriptomics analysis. 16S rRNA was RT‐PCR amplified and sequenced to provide information about relative abundance of bacterial species in each microcosm and relative activity of each species. Further analysis will include whole metatranscriptomics analysis on the bacterial mRNA in order to determine which genes are most integral to the degradation of different DOM sources.

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Affiche ‐ Poster

Influence de l’organisation génomique des différents biotypes du complexe Chrosomus eos‐neogaeus

Léo Deremiens1, Logan Schwartz1, Rachel Morin1, Annie Angers1, Bernard Angers1

et Hélène Glémet2

1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected] [email protected]

2 Département de chimie‐biologie, Université du Québec à Trois‐Rivières Les biotypes du complexe Chrosomus eos‐neogaeus ont différents arrangements génomiques. En plus des 2 espèces parentales types, on y retrouve un hybride diploïde, un hybride triploïde et un cybride possédant un génome nucléaire et mitochondrial de différentes espèces. Ce système procure ainsi un vaste éventail d’arrangements génomiques survenus de façon naturelle et adaptés à leur environnement. L’objectif de ce projet est d’étudier l’influence de ces différents arrangements génomiques sur l’épigénome et le phénotype. Les résultats obtenus pourront alors être associés aux conditions biotiques et abiotiques où sont rencontrés les biotypes.

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Affiche ‐ Poster

Introduction aux quelques problématiques inhérents aux passages migratoires présentement utilisés en Amérique du Nord

Jason Duguay et Jay Lacey

Département de génie civil, Université de Sherbrooke [email protected]

L'augmentation constante du nombre d'obstacles d'origine anthropique (i.e. barrages, ponceaux) dans les cours d'eau empêche incontestablement le mouvement migratoire de la faune ichtyologique. L'usage des passages migratoires devient une pratique populaire permettant de pallier ce problème. Malgré les récents avancements dans ce champ d'étude, il y a encore place à l'amélioration en ce qui concerne l'efficacité et la fonctionnalité des passes à poisson employés à grandeur en Amérique du Nord. Cette affiche présente une introduction aux différentes formes de passages migratoires les plus souvent utilisés, un bref sommaire des quelques problématiques attribuées à chacune de ces formes, ainsi que des possibles avenues de recherche qui auront pour but d'atténuer ces problèmes.

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Affiche ‐ Poster

Temporal response of bacterioplankton communities to environmental change

Heba El‐Swais1, Christine Gaudreau1, Etienne Yergeau2, Susanne E. Craig3, William Li3 and David A. Walsh1

1 Department of Biology, Concordia University

[email protected] 2 Biotechnology Research Institute, National Research Council of Canada

3 Bedford Institute of Oceanography, Fisheries and Oceans Canada

Time‐series observations have been essential in assessing environmental variability and discerning ecosystem responses to global change. However, for the microbial communities that sustain Earth's ecosystems, we still only partially understand their long term response to environmental forcing. In part this is due to (1) the logistical difficulty of frequent and prolonged sampling campaigns, particularly in remote locations like the ocean and (2) the trouble in accurately describing the composition of exceptionally diverse microbial communities. Here, we address these issues by applying 16S rRNA gene deep‐sequencing technology to a multi‐decadal microbial sample archive from the coastal ocean, specifically Bedford Basin, Nova Scotia. Previous studies in Bedford Basin have demonstrated climate‐driven changes in phytoplankton communities and propagation of this response to bacterioplankton. Our analyses reveal the temporal dynamics of bacterioplankton populations in the coastal ocean. Moreover, we have identified links between physiochemical conditions (e.g. salinity, temperature, nutrients, oxygen), bulk microbial abundances (e.g. phytoplankton, bacterioplankton, and viruses) and microbial community composition. Using the extensive microbial time‐series data, we hope to identify microbial species that may serve as sentinels of environmental change, or those that may provide insight into environmental perturbations undetectable by physicochemical analyses (i.e. bio‐indicators).

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Étude du transport de l'azote et du phosphore dans le réseau hydrographique par couplage des deux modèles hydrologique et hydrodynamique

Ryma Fares, Robert Leconte et Jay Lacey

Département de génie civil, Faculté de génie, Université de Sherbrooke [email protected]

De nos jours, on observe une succession d'efflorescences decyanobactéries. Plusieurs facteurs combinés peuvent influer sur la présence de ces cyanobactéries, mais la concentration en éléments nutritifs semble avoir un impact direct sur la formation des efflorescences cyanobactériennes. Il est donc primordial d'améliorer la compréhension sur les mécanismes et la dynamique du transport du phosphore (P) et de l’azote (N) dans leur parcours dans le réseau hydrographique, afin d’élaborer des scénarios pour réduire les charges d’éléments nutritifs (N et P). Pour cela, la réalisation d’une étude de modélisation numérique serait utile pour identifier et cibler les facteurs susceptibles de contribuer aux concentrations en P et en N dans le réseau hydrographique. L’objectif de l’étude est d’établir un couplage des deux modèles hydrologique et hydrodynamique. La modélisation hydrologique va se faire avec le modèle SWAT (Soil and Water Assesment Tool) qui constitue aujourd’hui un outil bien intégré au plan agronomique et hydrologique. Également, la modélisation hydrodynamique va se faire avec le modèle hydrodynamique CCHE2D qui a été développé à l’University of Mississippi par le National Center for Computational Hydroscience and Engineering. Le site d’étude est le bassin versant du ruisseau Quilliams (BVQ), qui se draine dans le lac Brome, situé au sud du Québec, Canada. Le site a été retenu, particulièrement, parce que l’on note, depuis les années 1970, une présence de plus en plus marquée de cyanobactéries potentiellement toxiques dans le lac Brome, et que le ruisseau Quilliams, qui constitue l’apport le plus important au lac, transporte des quantités notables de N et P, dont dépendent les cyanobactéries. L’étude, hydrologique et hydrodynamique, va permettre de déterminer le parcours du P et de N du ruisseau jusqu’au lac, en déterminant un bilan de P et N. Un tel bilan permet d’estimer : la quantité de P et N arrivant au lac et comment elle est distribuée.

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Colourful niches of phototrophic microorganisms shaped by the spatial connectivity in a large river ecosystem: a riverscape approach

Jean‐Jacques Frenette1, Philippe Massicotte1 and Jean‐François Lapierre2

1 Département de chimie‐biologie, Université du Québec à Trois‐Rivières

[email protected] 2 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal

Landscape attributes such as basin topography, geology and land use interact to regulate the landscape structure which in turn define the functional processes of land ecosystem. In large rivers, terrestrial‐aquatic exchanges between the tributaries and the landscape superimposed over the hydrologic, bathymetric and drainage network exert a significant profound impact on the physical diversity of the receiving river through the loading dynamics of matter (e.g. nutrients and organic matter). Connectivity between the river habitats further contribute to structure what refers to the riverscape attributes. Despite increasing interest for large river studies, riverscape attributes and resulting impact on ecological processes are poorly studied. We used the St. Lawrence River as a representative large river riverscape to identify the key habitat functional characteristics and consequences on major ecological processes. A total of 52 samples were collected from Cornwall to Ile‐aux‐Coudres along a 450 km downstream distance. Results demonstrates that tributaries exert a profound impact on the receiving river through changes in the inherent optical properties of water masses and other proximal factors (e.g. nutrients) of photosynthesis which in turn determine the phytoplankton community structure for instance the prokariote/eukaryote composition. Moreover their impact on light quality could be observed at multikilometer scales from the immediate vicinity of tributary confluence. We propose that the underwater spectral composition represent a key variable to characterize the riverscape habitat structural properties integrating in one hand, the upstream connectivity and mixing processes, and in the other hand, the functional responses of phytoplankton dynamics to the prevailing colour spectra.

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Stress physiologique : Effet de l’hypoxie sur la perchaude (Perca flavescens) et l’omble de fontaine (Salvelinus fontinalis) en milieu lacustre

Dave Gadbois‐Côté, Gilbert Cabana et Hélène Glémet

Département de chimie‐biologie, Université du Québec à Trois‐Rivières dave.gadbois‐[email protected]

Le projet consiste à vérifier les effets (stress) physiologiques de l'hypoxie (faibles concentrations en oxygène), présente dans certains lacs de la Mauricie, sur deux espèces de poissons du Québec (Canada) : la perchaude (Perca flavescens) et l’omble de fontaine (Salvelinus fontinalis). Des biomarqueurs (Glycogène, activités LDH et SOD, ratio ARN/ADN) seront mesurés dans différents tissus (muscle blanc, foie, branchie) des individus. Onze lacs ont été échantillonnés pour la perchaude (n=20/lac) tandis que 6 lacs du Parc National de la Mauricie ont été échantillonnés, en automne 2011, pour la truite mouchetée (n=20/lac). Les lacs échantillonnés ont été sélectionnés en fonction de leur profil physico‐chimique (hypoxique et normoxique) et de certains critères morphométriques.

Influence of hypoxia on yellow perch (Perca flavescens) and brook trout (Salvelinus fontinalis) in lacustrine environments

The influence of hypoxic conditions (low oxygen concentrations), naturally present in lakes in the Maurician region (Québec, Canada), will be assessed in two fish species, yellow perch (Perca flavescens) and brook trout (Salvelinus fontinalis). Physiological biomarkers known to respond to oxidative stress (Glycogen, LDH and SOD activities, RNA/DNA ratio) will be assess in several fish tissues (white muscle, liver, and gill). Eleven lakes were sampled for yellow perch (n=20/lake) whereas 6 lakes in the «Parc National de la Mauricie» were sampled for brook trout (n=20/lake) in autumn 2011. Lakes were chosen as to obtain both hypoxic and normoxic conditions and were characterised using physico‐chemical profiles and several other morphometric parameters.

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Microbial community proteomics of a coastal ocean ecosystem

Anna Georges1, Heba El‐Swais1, Susanne E. Craig2, William Li2 and David A. Walsh1


[email protected] 2 Bedford Institute of Oceanography, Fisheries and Oceans Canada

The oceans cover over 70% of the Earth's surface and support a vast assemblage of microorganisms whose combined activities dominate marine ecosystem function. Innovative cultivation strategies, genomics and molecular techniques have lead to major breakthroughs in identifying the metabolism and physiology of many microbial lineages. Yet, we are only beginning to understand the dynamics of microbial community structure and function in relation to environmental variability. Here, we use tandem mass spectrometry‐based shotgun proteomics to explore metabolic diversity of whole communities collected from the North Atlantic Ocean (Bedford Basin, Nova Scotia), revealing the functional role of microbial populations in the coastal ocean ecosystem. The most frequently identified proteins corresponded to the periplasmic components of ATP‐binding cassette (ABC) transporters. These diverse ABC transporter proteins included those specific for amino acids, peptides, sugars, organic acids and inorganic nutrients. The protein detected at highest abundance was methanol dehydrogenase from Beta‐proteobacteria, supporting several recent findings that the metabolism of one carbon compounds may be important in the biogeochemistry of the coastal ocean. These preliminary findings are shedding light on the nutrient uptake and processing pathways operating in the coastal ocean. Further time‐series based studies will be used to describe the temporal variability of the microbial community proteome in the context of environmental variability.

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Modélisation de la capacité de l'omble de fontaine (Salvelinus fontinalis) à franchir les ponceaux : de la théorie à la réalité

Elsa Goerig et Normand E. Bergeron

Institut national de la recherche scientifique, Centre Eau Terre Environnement [email protected]

[email protected] Les ponceaux sont des infrastructures pouvant constituer des obstacles aux mouvements vers l'amont des salmonidés. La prédiction de la capacité d'un poisson à franchir un ponceau est généralement déterminée à partir d'expériences de capacité de nage menées en laboratoire. Ces résultats peuvent toutefois être difficilement transférables sur le terrain. Notre étude utilise des systèmes fixes d'antennes à transpondeurs passifs (PIT‐tags) afin d'étudier, en milieu naturel, le passage de l'omble de fontaine dans des ponceaux. L'objectif principal consiste à développer un modèle prédictif du succès de passage des ombles en fonction de variables biologiques, hydrauliques et environnementales. Des essais en 2009 (3) et en 2010 (13) ont été effectués sur trois tributaires de la rivière Sainte‐Marguerite (Québec, Canada). Une approche théorique (Castro‐Santos et al. 2004, Peake et al. 1997) a été utilisée afin de prédire la vitesse de nage et la distance maximale d'ascension d'un omble d'une taille donnée sous certaines conditions de vitesses et de température de l'eau. Ces prédictions sont comparées avec les résultats des essais de terrain pour un omble de même taille dans des conditions similaires. La correspondance entre les résultats de l'approche théorique et ceux issus des travaux de terrain indique que la première approche pourrait sous‐estimer la capacité de passage des ombles sous certaines conditions. Le développement d'une approche utilisant des données de terrain apparaît important pour prédire plus efficacement le succès de passage des poissons dans les ponceaux.

Modelling of brook trout (Salvelinus fontinalis) passage success through road culverts:

from theory to reality Under specific hydraulic conditions, culverts may constitute an obstacle to upstream Salmonid movement. Generally, the prediction of fish passage through culverts is determined by laboratory studies of fish swimming capacity. However, the results of these studies are often hard to transfer to natural environments. This project uses fixed PIT‐tag antenna systems to study the passage of brook trout through culverts under natural conditions. The main objective is to develop a predictive model of brook trout passage success as a function of biologic, hydraulic and environmental variables. A theoretical approach (Castro‐Santos et al. 2004, Peake et al. 1997) was used to predict swim speed and maximum ascent distance for fish of different sizes under specific conditions of water velocity and temperature. These predictions were then compared against results from similar experiments conducted in the natural environment. The correspondence between the theoretical model's predictions and the experimental results suggests that the theoretical method could underestimate fish passage under certain conditions. The development of a method using data from experiments conducted in natural conditions is therefore of great significance in order to improve prediction of fish passage capacity.

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Seasonal pattern of the integration of allochthonous carbon in boreal aquatic food web

Guillaume Grosbois and Milla Rautio

Département des sciences fondamentales, Laboratoire des sciences aquatiques, Université du Québec à Chicoutimi

[email protected]

Lake ecosystems are strongly influenced by external carbon inputs, particularly boreal lakes which receive substantial amounts of organic matter from the surrounding forest. The extent and importance of the integration of this allochthonous carbon in the pelagic food web is still largely unknown, especially on seasonal scale. One of the most used tools to trace carbon origin is stable isotope ratio but most studies limit their sampling to summer with the assumption that stable isotope variations between seasons are minor compared to differences between food web components. However, during the boreal winter the autochthonous production is lower because of the ice and snow cover while the amount of allochthonous subsidies may remain high. Thus, the integration of allochthonous vs. autochthonous carbon in animal tissue likely changes along the year. This project aims to quantify the seasonal pattern of the relative importance of allochthonous vs. autochthonous carbon using 13C, 15N and Deuterium isotopic signatures. The focus is on the most abundant zooplankton taxa of copepods (Mesocyclops edax, Cyclops scutifer, Leptodiaptomus minutus) and cladocerans (Daphnia spp.). Isotopic analyses will be equally carried out on benthic algae, particulate organic matter and fishes to provide a more comprehensive knowledge of the entire aquatic ecosystem and carbon transfer within it. Simultaneously, the secondary production of zooplankton will be measured with classical cohort analysis as well as with chitobiase enzyme technique to estimate the carbon requirement of zooplankton among seasons. This project will permit a better understanding of the temporal variation of the influence of terrestrial inputs on aquatic ecosystems.

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L'azote en eaux douces : importance du recyclage par le zooplancton, de la nitrification et de la production du N2O

Marie‐Pier Hébert1, Stéphanie Massé1, Cynthia Soued1, Beatrix Beisner2,

Paul del Giorgio2 et Roxane Maranger1

1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal marie‐[email protected]

[email protected] [email protected]


Qu’il soit de source naturelle ou anthropique, l’azote est un élément clé dans le métabolisme des systèmes aquatiques. Le laboratoire Maranger développe son axe de recherche sur le cycle de l’azote en eaux douces, autant au niveau des processus biogéochimiques que de leurs conséquences à grande échelle. Notre affiche présente trois études en cours : Étude 1 : Lorsque les systèmes lacustres présentent un déficit en azote inorganique dissous, l’excrétion provenant de la biomasse zooplanctonique peut s’avérer être une source importante de nutriments. Afin de mieux comprendre l’enjeu du recyclage par le zooplancton, cette étude déterminera, à partir de données publiées et expérimentales, l’importance relative des traits fonctionnels pouvant expliquer la variabilité des taux d’excrétion interspécifiques en termes d’ammonium et de phosphates. (Collaboration : Beatrix Beisner, UQAM) Étude 2 : La nitrification est le processus microbien par lequel l’ammonium (NH4

+) est oxydé en nitrate (NO3

‐). Certains aspects de la nitrification demeurent peu étudiés dans les milieux d’eaux douces. Cette étude vise à mesurer les taux de nitrification à l’aide de traceurs isotopiques stables d’azote et de mesurer l'expression du gène amoA, codant l’enzyme catalysant la première étape de la nitrification chez les bactéries et les archées. (Collaboration : David Walsh, Université Concordia) Étude 3 : L’oxyde nitreux (N2O) est un puissant gaz à effet de serre provenant essentiellement de la nitrification et de la dénitrification. La contribution des eaux douces aux émissions de ce gaz dans l’atmosphère est encore peu quantifiée. Afin d’avoir une meilleure idée des flux de N2O des systèmes aquatiques naturels, ces derniers ont été mesurés à grande échelle dans la région boréale de Chicoutimi. Ces systèmes s’avèrent potentiellement moins émetteurs que prévu. (Collaboration : Paul del Giorgio, UQAM)

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Affiche ‐ Poster

Influence des traits de propagation des espèces sur la structure spatiale multi‐échelle des assemblages macrophytiques

Rosalie Léonard1 et Pierre Legendre2

1 Wageningen Universiteit, Pays‐Bas [email protected]

2 Département de sciences biologiques, Université de Montréal

La végétation aquatique est un élément structurel et fonctionnel essentiel de l'habitat littoral dans les écosystèmes d'eau douce. Au sein des communautés macrophytiques, de nombreuses espèces sont reconnues pour leur capacité à se propager très rapidement et former des lits luxuriants souvent attribués à leur croissance végétative vigoureuse. La reproduction clonale a été reconnue comme étant le mode principal de dispersion et de croissance des populations pour une majorité d'espèces de plantes aquatiques. Cependant, une quantité limitée d'information est présentement disponible sur l'influence des modes de propagation sur la structure spatiale des assemblages d'espèces. Dans quelle mesure peut‐on lier les patrons spatiaux des espèces qui ne peuvent être attribués à l'hétérogénéité environnementale aux traits propres à la propagation clonale ou sexuelle? Une approche multi‐échelle est présentée, basée sur l'analyse en coordonnées principales des matrices de voisinage (PCNM). Cette approche permet de modéliser la structure spatiale des traits de propagation des espèces (à partir des données de distribution des espèces) et d'identifier les échelles spatiales pertinentes associées aux différents modes de propagation clonale et sexuelle dans les communautés macrophytiques en eau douce.

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Ségrégation des niches de phytoplancton selon la structure verticale de la colonne d'eau d'un lac

Vincent Ouellet Jobin et Beatrix Beisner


La compétition peut jouer un rôle structurant pour la communauté de phytoplancton dans les lacs. Plusieurs modèles prévoient une coexistence accrue lorsque les conditions de stratification permettent aux espèces de se séparer dans l'espace selon leurs besoins pour les ressources. Au contraire, une superposition spatiale plus grande résulterait en un accroissement de la compétition et à une diminution de la coexistence. Pour observer expérimentalement le rôle de la superposition spatiale sur la compétition et la diversité chez le phytoplancton, il est proposé d'utiliser le design expérimental du projet TIMEX (Thermocline Induced Mixing EXperiment) au lac Croche à la Station de biologie des Laurentides. Dans cette expérience commencée en 2007, un mélangeur de lac sert à abaisser la thermocline et brasser l'épilimnion dans un des trois bassins à l'étude. Ceci permet d'observer les changements opérés par un abaissement de la thermocline. Il est prédit qu'un abaissement va augmenter la superposition des niches spatiales par accroissement du volume d'épilimnion, ce qui devrait amplifier la compétition et avoir divers effets sur la diversité du phytoplancton. L'analyse de l'importance de la superposition de niches spatiales et de la compétition en relation avec la profondeur de la thermocline permettra de mieux identifier et comprendre les mécanismes importants pour la structure des communautés de phytoplancton dans le milieu naturel.

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Effets de la pollution lumineuse sur l'écophysiologie des cyanobactéries

Carina Poulin1, Flavienne Bruyant2, Mariette Lambert1, Marie‐Hélène Laprise3, Jennifer Marie‐Rose Vandenhecke1 et Yannick Huot1

1 Département de géomatique appliquée, Université de Sherbrooke

[email protected] 2 UMI3376 "Takuvik" ‐ CNRS et Université Laval, Département de Biologie et Québec‐Océan

3 Cégep de Sherbrooke

La pollution lumineuse, résultat de l'éclairage nocturne anthropique, est un problème répandu dans le monde. Bien que l'on ait noté l'influence de celle‐ci sur une grande variété d'êtres vivants, jusqu'à ce jour, les impacts réels qu'elle peut avoir sur les organismes n'ont pas été suffisamment quantifiés. De plus, rien n'est connu de son effet sur le phytoplancton, à la base des chaînes trophiques aquatiques. Un groupe d'organismes du phytoplancton, les cyanobactéries, utilisent la lumière à la fois pour réaliser la photosynthèse, ainsi que pour réguler leur cycle circadien. Cette affiche exposera donc les résultats d'une étude pendant laquelle une souche toxique de Microcystis aeruginosa (CPCC 299) a été cultivée en turbidostat et échantillonnée pour réaliser une série d'analyses photophysiologiques toutes les deux heures sur trois périodes de 48 heures. Une de ces périodes fut échantillonnée en présence d'éclairage nocturne simulant les conditions de pollution lumineuse retrouvées près de la rive d'une étendue d'eau et deux de ces périodes en absence de lumière nocturne. Nous décrivons et quantifions ainsi les changements dans l'écophysiologie de M. aeruginosa en présence de pollution lumineuse et les effets du cycle diurne de lumière sur sa physiologie.

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How inter‐ and intra‐specific trait vary in boreal zooplankton communities along a gradient in dissolved organic carbon DOC ?

Marilyne Robidoux, Alison Derry et Paul del Giorgio


The focus of my work will be on zooplankton selective trade‐offs in lakes along a gradient of dissolved organic carbon (DOC). My goal is to estimate the importance of DOC concentration on intra‐specific trait variation (ITV) in boreal crustacean zooplankton communities. As first objective, I'll test how body size and fecundity vary under trade‐offs (e.g. bottom‐up and top‐down) imposed by different stressors related to expected climate change impacts on food webs. As we know, both bottom‐up effects, associated with food resources and top‐down predation can simultaneously mediate selection on traits, such as body size and fecundity, in crustacean zooplankton community. However, there are contrasting expectations for effects of climate‐induced DOC changes on these traits in crustacean zooplankton. These trade‐offs are important because body size is often related to fecundity, and distribution shifts in these population traits could have community and ecosystem‐level consequences. Secondly, I will link patterns of phenotypic trait variation across spatial scales and among levels of biological organization (among/within species). The variations observed will appear as a result of different selective environments and sorting of more closely related species with more similar traits. In order to test these two questions, I'll do a field transplant experiment, in Abitibi, in which crustacean zooplankton communities from clear lake sources and DOC‐rich lake sources will be incubated in two lakes with different concentrations of DOC. Communities will be subjected to two treatments based on predation by Chaoborus sp. and carbon resources (DOC) that are likely to change as predictions of climate change in the Boreal zone.

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Stability of phytoplankton communities: A proposal

Geneviève Thibodeau1, David Walsh2 and Beatrix E. Beisner1

1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal1 [email protected]


In a time of increasing perturbations, biodiversity faces unprecedented threats because of species extinctions. However, some species have the ability to avoid extinction by rapid adaptation to new conditions, because ecological and evolutionary processes can occur on the same time scale. Thus evolutionary processes can influence the ecological response of species to a perturbation. Evolutionary rescue is the capacity of populations to avoid extinction by rapid evolution through selection of the fittest genotypes with respect to the new conditions, and their recovery is characterised by a U‐shaped curve. Our goal is to establish experimentally whether evolutionary rescue can prevent extinction of certain phytoplankton populations after an environmental acidification, by using experimental mesocosms in Lake Hertel (Mont St‐Hilaire). Single as well as connected pairs of mesocosms will allow us to examine the relative responses of isolated communities vs. Metacommunities with the expectation that dispersal will positively affect the population recovery capacity. Moreover, our mesocoms will be subjected to two types of acidification; as press and as pulse perturbations to explore under which conditions a greater evolutionary response is observed. To test whether there has been genotype selection, we will measure genotypic diversity for the species showing the U‐shaped curve characteristic of evolutionary rescue by sequencing the Intergenic Spacer 2 (ITS2), which is a very variable region of ribosomal DNA allowing determination of diversity at a sub‐species level. À une époque où les perturbations sont croissantes, la biodiversité est soumise à une menace sans précédent suite aux extinctions d'espèces. Par contre, certaines espèces ont la capacité d'éviter l'extinction en s'adaptant rapidement aux nouvelles conditions de leur milieu, car les processus écologiques et évolutifs peuvent se produire sur une même échelle de temps. Donc, les processus évolutifs peuvent influencer la réponse écologique des espèces à une perturbation. Le sauvetage évolutif est cette capacité des populations d'éviter l'extinction grâce à une évolution rapide par la sélection de génotypes mieux adaptés au nouveau milieu, et leur récupération est caractérisée par une courbe en forme de U. Notre but est de montrer expérimentalement que le sauvetage évolutif peut empêcher l'extinction de certaines populations de phytoplancton en utilisant des mésocosmes installés sur le lac Hertel (Mont St‐Hilaire). Des mésocosmes, soit isolés ou connectés, nous permettront d'étudier les réponses relatives des communautés isolées vs les métacommunautés et nous nous attendons à ce que la dispersion affecte positivement la capacité de récupération des populations. De plus, les mésocosmes seront soumis à deux types d'acidification; une maintenue («press») et une ponctuelle («pulse») dans le but d'étudier sous laquelle de ces conditions la plus grande réponse évolutive est observée. Pour tester s'il y a eu sélection de génotypes, nous établirons la diversité génotypique des espèces ayant montré la courbe en U caractéristique, en séquençant l'espaceur intergénique 2 (ITS2), une région très variable de l'ADN ribosomal, permettant ainsi une étude de la diversité à un niveau infra‐espèce.

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Tracking long‐term ecological changes in critical habitat for species at risk: Cultus Lake, British Columbia

Tanya Tran1, Daniel T. Selbie2, Peter R. Leavitt3, Lyse Godbout4, Bruce P. Finney5,

Daniel E. Schindler6 and Irene Gregory‐Eaves1


2 Fisheries and Oceans Canada, Pacific Region, Science Branch, Cultus Lake Salmon Research Laboratory

3 Department of Biology, University of Regina 4 Fisheries and Oceans Canada, Pacific Region, Science Branch, Pacific Biological Station

5 Department of Biological Sciences, Idaho State University 6 School of Aquatic and Fishery Sciences and Department of Biology,

University of Washington

Cultus Lake, British Columbia is habitat to two vulnerable fish populations: the endangered Cultus Lake sockeye salmon (Oncorynchus nerka), and a threatened limnetic population of Coastrange sculpin (Cottus aleuticus, Cultus population; the Cultus Lake pygmy sculpin). Over the past century, there has been a pronounced decline in the number of sockeye spawners returning to Cultus Lake, and Cultus pygmy sculpin population trends have only been sporadically monitored and described. Furthermore, the Cultus Lake watershed has experienced extensive modifications; however, the implications for lake ecology and the species at risk remain largely unknown. Our paleolimnological study of Cultus Lake examines the historical anthropogenic influences on the ecosystem, and changes in the critical habitat for these vulnerable species. Specifically, sedimentary zooplankton community structure, algal assemblages, and geochemistry are being used to infer past habitat and food web dynamics for planktivorous fish since the mid‐19th century. Preliminary data indicate substantial increases in nutrient loading, and commensurate changes in lake productivity, as well as in the planktonic community. As efforts to rebuild Cultus Lake sockeye and protect Cultus pygmy sculpin are underway, a pre‐historical perspective is essential to define restoration goals.

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Modélisation numérique du transport du bisphénol A dans la rivière Coaticook en aval de l'effluent de l'usine de traitement des eaux usées

Sandrine Twagirimana, Jay Lacey et Hubert Cabana

Département de génie civil, Université de Sherbrooke [email protected]

Le bisphénol A (BPA) est l'un des composés chimiques xénobiotiques connus sous le nom de perturbateurs endocriniens (PE) susceptibles d'altérer une ou plusieurs fonctions du système endocrinien et de causer des effets néfastes sur la santé des populations qui leurs sont exposées. De plus en plus d'études démontrent que le BPA cause à faible concentration des risques pour la santé des populations humaines et animales qui lui sont exposées. Malgré les différentes mesures prises en vue de protéger la qualité de l'environnement aquatique, la concentration de BPA y reste non négligeable : de l'ordre de 0,25 à 5,62 g/l dans les eaux usées municipales, < 1 g/l à 12 g/l dans l'eau de surface et de 9,5 ng/g à 36,7 g/g dans les sédiments. Le BPA présent dans les cours d'eau tend à s'adsorber sur les matières en suspension et sur les sédiments du lit, ce qui limite sa transformation par voies bactériennes. Ainsi, il peut persister dans l'environnement pendant une plus longue période après suppression de ses principales sources d'émission à l'environnement (effluents des usines de traitement d'eaux usées municipales et industrielles, lixiviats de sites d'enfouissement, etc.). Le BPA se retrouve dans un éventail d'environnement aquatique (ex : rivières, lacs, océans) dans lequel les processus physiques régissant son transport sont encore mal connus. Cette étude consiste à faire une modélisation du transport du BPA dans l'eau de surface et dans les sédiments de la rivière Coaticook, en aval de l'émissaire de l'usine municipale de traitement des eaux usées de la ville de Coaticook. Cette modélisation intègre les processus d'échange (advection‐diffusive) et les propriétés physico‐chimiques du BPA (photo et biotransformation, adsorption sur sédiments, interaction avec la flore aquatique, etc.). L'étude utilise le modèle hydrodynamique bidimensionnel CCHE2D qui sera validé par des mesures in situ (vitesses d'écoulement, granulométrie du lit, échantillons d'eau, etc.) et analyses de concentrations de BPA au laboratoire. Cette présentation portera sur la revue de littérature, la problématique, la méthodologie et les résultats préliminaires obtenus.

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Zooplankton metacommunities in subarctic waters: integrating spatial and paleoecology to investigate dispersal on temporal scales

Amanda Winegardner1, Beatrix Beisner2 and Irene Gregory‐Eaves1



Aquatic systems are a predominant landscape feature in the Canadian Subarctic and are of substantial ecological significance, with as much as 60% of freshwater in Canada draining northward. These large watersheds connect planktonic communities; organisms that are sensitive to environmental change. Research on rock pools along the coast of Hudson Bay near Churchill, Manitoba has shown that connectivity and dispersal between water bodies affects the timing of community composition shifts in pools subjected to increased salinity. Isolated pools tend to buffer against community changes longer whereas highly connected pools receive new colonists and high salinity specialists quickly, facilitating more rapid compositional changes. Additionally, community responses tend to vary depending on the point in the season that the environment is disturbed. These results will form the jumping off point for a new project focusing on how these types of spatial relationships translate over time, where we will ask does dispersal (or lack thereof) of zooplankton mitigate environmental change responses in the same way now as it has historically? Three subarctic regions (Churchill, Manitoba; Fermont, Québec and Schefferville, Québec) with lakes spanning climate, connectivity and disturbance gradients will be used to evaluate the effect of dispersal at different times during recovery from climate and environmental change due to anthropogenic activities. These regions have experienced different types of environmental disturbance including climatic, mining‐related and sewage effluent discharge and are at different stages of recovery, making them interesting case studies for predicting community responses to future changes in the north.

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Controls of food chain length in shallow lakes

Jacob Ziegler1, Chris T. Solomon2 and Irene Gregory‐Eaves1


2 Department of Natural Resource Sciences, McGill University

Controls of food chain length (FCL) have been widely studied as they have important implications relating to ecosystem functioning, ecosystem resilience and ecosystem services. Three ultimate controls of FCL have been posed: resource availability, ecosystem size, and ecosystem disturbance or variability. The goal of this project is to define the role of these three controls on FCL in shallow lakes. This work addresses clear gaps in the literature, which is critical for advancing our understanding of shallow lakes (the most dominant lake type globally). For example, in a recent modeling effort, Post and Takimoto (2007) demonstrated unimodal response of FCL to increasing resource availability. However, it is unclear if more complex natural systems like shallow lakes follow this response to nutrient enrichment. Further, no studies have considered the effect of macrophytes on FCL in the context of the ecosystem size hypothesis, as these submerged macrophytes provide a third dimension to littoral areas and provide niches for a great diversity of organisms in lakes. Lastly, the role of ecosystem variability in structuring FCL in lakes has not been studied. Therefore, we propose to adopt an empirical and modeling approach to address 1) the effect of nutrient loading 2) the effect of habitat heterogeneity, specifically submerge macrophytes and 3) the effect of ecosystem variability on FCL in shallow lakes. Preliminary data from a survey of 10 shallow Quebec lakes shows that invertebrate FCL and species richness varied inversely with trophic state, most likely due to loss of submerged macrophytes along the productivity gradient. Overall, completion of this study will provide a more comprehensive understanding of factors governing FCL in shallow lakes.

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