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Diel and seasonal variations in brown trout (Salmo trutta) feeding patterns and relationship with invertebrate drift under natural and hydropeaking conditions in a mountain stream

2002; EDP Sciences; Volume: 15; Issue: 2 Linguagem: Francês

10.1016/s0990-7440(02)01152-x

1765-2952

Thierry Lagarrigue,

Fish biology, ecology, and behavior

The abundance of prey ingested by brown trout (Salmo trutta) were compared with the abundance of drifting invertebrates in a mountain stream managed by hydropeaking, upstream (site A) and downstream (site B) of a hydroelectric power plant. During power generation, flow and temperature were the two main environmental factors modified. The natural flow in the river below the outlet may be enhanced several times a day from 1 to 11 m3.s–1 in summer and winter, and from 5 to 15 m3.s–1 during spring spates. During hydropeaking, the water was cooled by an average of 6 °C in summer and warmed by an average of 2 °C in winter. Overall drift density was higher at site B than at site A. There was a clear diel pattern of drift at site A, with low drift density during the day and high drift density at night, whereas no clear diel pattern was observed at site B. Below the plant, at site B, drift pattern appeared to be influenced most by hydropeaking. The flushing action of peaking flows caused a catastrophic drift, which was highest in autumn when the difference between natural and peak flows was greatest. Juvenile trout were adversely affected by hydropeaking conditions and subsequently their density and biomass were reduced by 30% from site A to site B, whereas no significant difference was noticed for adults. Gut contents analysis showed that brown trout chiefly fed on the most available prey items at both sites. Fish did not seem to feed in response to diel drift patterns above the plant, whereas they chiefly used drift pulses generated by peaking flows below the outlet. Under natural conditions, fullness indices increased from autumn to summer, suggesting they may be related to prey availability and changes in water temperature. In the regulated section, fullness indices were the lowest in spring, i.e. the season when peak flows added to snowmelt floods, suggesting a prominent role of high current velocities through habitat suitability, position maintenance, and ability to capture preys. Although hydropeaking is known to disturb trout population dynamics in this and other rivers, this kind of river regulation (natural discharge except during periods of power generation, and intermittent hydropeaking from a separate reservoir) allowed the maintain of brown trout below the outlet, probably because the river returned to natural conditions when the plant was inoperative, and because daily artificial fluctuations in flow and temperature remained within the limits of natural seasonal variations. Variations journalières et saisonnières de la nutrition chez la truite (Salmo trutta) et relation avec la dérive des invertébrés en conditions naturelles et en régime dˈéclusées dans une rivière de montagne. Nous comparons lˈabondance des proies ingérées par la truite commune (Salmo trutta) avec lˈabondance de la dérive des invertébrés dans une rivière de montagne, en amont (station A) et en aval (station B) dˈune usine hydroélectrique gérée par éclusées. Débit et température de lˈeau sont les deux principaux facteurs environnementaux affectés par les éclusées. Le débit naturel de la rivière peut être augmenté plusieurs fois par jour, passant de 1 à 11 m3.s–1 en été et en hiver, et de 5 à 15 m3.s–1 pendant la crue printanière. Pendant les éclusées, lˈeau de la rivière est refroidie de 6 °C en moyenne en été, et réchauffée de 2 °C en moyenne en hiver. La densité totale de la dérive des invertébrés est la plus importante en aval de l'usine. Il existe un rythme journalier de dérive à la station A, avec de faibles densités de dérive le jour, et de fortes densités la nuit, tandis qu'aucun rythme n'apparaît clairement à la station B. L'action érosive des éclusées provoque une dérive de type catastrophique, d'autant plus forte que la différence débit naturel – débit d'éclusée est élevée. Les truites juvéniles sont également affectées par ces conditions ; leur densité et leur biomasse est réduite de 30 % de la station A à la station B, tandis qu'aucune différence significative n'est constatée pour les adultes. L'analyse des contenus stomacaux montre que les truites se nourrissent principalement des proies les plus disponibles aux deux stations. En amont, les poissons ne semblent pas se nourrir en réponse aux variations journalières de la dérive. En aval, ils utilisent principalement les pics de dérive générés par les éclusées. A la station A, les indices de réplétion augmentent de l'automne à l'été, suggérant une relation avec la disponibilité des proies et avec les variations de température de l'eau. A la station B, les indices de réplétion sont les plus bas au printemps, lorsque les éclusées se surimposent aux forts débits de crue, suggérant un rôle prépondérant des fortes vitesses de courant au travers de la disponibilité des habitats, du maintien des poissons, et des possibilités de capture des proies. Bien que la gestion par éclusées soit connue pour perturber la dynamique des populations de truite en rivière, le type d'aménagement étudié (débit naturel en dehors des périodes d'éclusées, prise d'eau dans un réservoir séparé de la rivière) permet le maintien des truites en aval de l'usine, probablement parce que la rivière retourne à des conditions naturelles lorsque l'usine ne fonctionne pas, et parce que les variations artificielles journalières du débit et de la température restent dans les limites des variations naturelles saisonnières.