Hydrologic regime and turbidity influence entrance of terrestrial material into river food webs

We used stable isotope signatures of deuterium (D) and a Bayesian stable isotope mixing model to estimate contri- butions of algae versus terrestrial plants to consumers during different hydrologic phases in three Texas rivers spanning a gradient of turbidity and light penetration. In the two rivers where high-flow pulses increased turbidity, assimilation of source material by consumers varied according to discharge stage. In these rivers, algae made greater contributions to macroinverte- brates and fish biomass following low-flow periods, and terrestrial plants made greater contributions following high-flow pulses. In the river with greatest loads of suspended sediments, contributions of material from terrestrial plants also increased slightly following an extended low-flow period, possibly because of increased abundance of inedible cyanobacteria. During flow pulses, lower algal biomass and production, combined with increased inputs of terrestrial organic matter from watersheds and riparian habitats, can result in greater inputs of terrestrial material into aquatic food chains. These patterns most closely match predictions of the River Wave Concept, which posits that flow is the key process determining the source of organic matter assimilated by higher consumers in rivers. Incorporation of interactions between hydrology and turbidity into river ecosystem models should facilitate more accurate predictions of food web dynamics. Resume : Nous avons utilise les signatures isotopiques du deuterium (D) et un modele bayesien de melange d'isotopes stables pour estimer les apports respectifs des algues et des plantes terrestres aux consommateurs durant differentes phases hy- drologiques dans trois rivieres du Texas couvrant un gradient de turbidite et de penetration de la lumiere. Dans les deux rivieres ou des debits eleves transitoires accroissent la turbidite, l'assimilation de matieres brutes par les consommateurs variait selon le niveau de debit. Dans ces rivieres, les apports des algues aux macroinvertebres et ala biomasse de poissons etaient plus grands apres des periodes d'etiage, et les apports des plantes terrestres etaient plus grands apres des episodes de debit eleve transitoire. Dans la riviere presentant la plus grande charge de sediments en suspension, les apports de matieres des plantes terrestres augmentaient aussi legerement apres une longue periode d'etiage, possiblement acause de la plus grande abondance de cyanobacteries non comestibles. Durant les debits eleves transitoires, la biomasse et la production plus faibles d'algues, combi- nees ades apports accrus de matiere organique terrestre provenant des bassins versants et des habitats riverains, peuvent se traduire par de plus grands apports de materiel terrestre dans les chaines trophiques aquatiques. Ces motifs s'apparentent le plus aux predictions du concept d'ondes fluviales (« River Wave Concept »), qui postule que l'ecoulement est le processus cle qui determine la source de la matiere organique assimilee par les consommateurs de niveau superieur dans les rivieres. L'integration des interactions entre l'hydrologie et la turbidite dans les modeles d'ecosystemes fluviaux devrait faciliter des previsions plus exactes de la dynamique des chaines trophiques. (Traduit par la Redaction)