L'objectif de la thèse était de développer un système de phytoépuration par marais artificiels permettant le traitement simultané de micropolluants organiques (MPO) et d'éléments traces métalliques et métalloïdes (ETMM) en milieu méditerranéen, en vue de traiter les rejets émis par un bassin versant industrialisé, et favoriser la résilience d'une zone humide protégée. Une étude en microcosmes a été conduite sur cinq hélophytes (Alisma lanceolatum, Carex cuprina, Epilobium hirsutum, Iris pseudacorus, et Juncus inflexus) natives du marais des Paluns (Marignane, 13). La croissance et le développement des plantes ont été suivis pendant 113 jours d'exposition à des mélanges de MPO et/ou d'ETMM, à des concentrations maximales dix fois plus élevées que les seuils de rejets réglementaires. Les concentrations en ETMM dans les parties souterraines et aériennes des plantes ainsi que les communautés bactériennes de la rhizosphère ont été analysées à la fin de l'étude. Les résultats ont confirmé l'efficacité épuratoire du système et ont permis de mieux comprendre les interactions entre plantes, substrat, polluants et microorganismes. Les résultats encouragent l'utilisation de C. cuprina pour la phytoaccumulation et la phytostimulation, et d'E. hirsutum pour la bioindication. Afin de faciliter l'intégration du marais artificiel au sein du territoire industrialisé, un outil de bioindication a été développé, en complément d'une approche sociologique. La thèse a abouti à la mise en place de trois éco-filtres expérimentaux, en amont du marais des Paluns, permettant de tester en conditions réelles les outils développés et de constituer un site pilote pour le bassin méditerranéen. / The thesis aimed at developing a constructed wetland for simultaneous phytoremediation of organic micropollutants (OPM) and trace metals and metalloids (MM) in Mediterranean environment, for treating chronical and accidental releases from an industrialized catchment, and enhancing the resilience of a protected wetland. A greenhouse study was conducted in microcosms with pozzolan substrate, with five native helophytes (Alisma lanceolatum, Carex cuprina, Epilobium hirsutum, Iris pseudacorus, and Juncus inflexus) from the "Les Paluns" wetland (Marignane, 13). Plant growth and development parameters were monitored during 113 days of exposure to mixtures of OPM and/or MM, with the maximum concentrations ten times over the limits of European quality standards. MM concentrations in belowground and aboveground plant parts and rhizosphere bacterial communities were analyzed at the end of the study. Results confirmed the system depurative efficiency and provided an insight into the interactions between plants, substrate, pollutants and microorganisms, and an assessment of their effects on phytoremediation processes. Results encourage the use of C. cuprina for MM phytoaccumulation and for phytostimulation, and of E. hirsutum as a bioindicator in constructed wetlands. Finally, a bioindication tool was created to assist the constructed wetland integration in the industrialized territory, as a complement of a sociological approach. The thesis led to the implementation of three experimental eco-filters upstream from the Les Paluns wetland, in order to test in naturae the tools developed and to have a pilote site for the Mediterranean basin.

Les diatomées sont des micro-algues largement utilisées pour évaluer la qualité écologique des milieux aquatiques. La grande majorité des indices biotiques utilisant les diatomées sont basés sur la sensibilité à la pollution des espèces. Cela constitue un frein à leur utilisation car l’identification taxonomique au niveau de l’espèce est complexe, longue, coûteuse et source d’erreurs. Afin de rendre le processus d’identification plus simple, des indices biotiques basés sur des niveaux taxonomiques supérieurs à l’espèce, comme le genre, ont été mis au point. Mais la perte d’informations associée à la réduction de la résolution taxonomique est susceptible de rendre ces outils moins efficaces.Une approche alternative et plus récente propose de baser la simplification, non pas sur la taxonomie, mais sur la phylogénie. Cette approche fait implicitement l’hypothèse qu’il existe un signal phylogénétique dans les préférences écologiques des espèces, c’est à dire que deux espèces phylogénétiquement proches sont davantage susceptibles de présenter des réponses écologiques similaires que deux espèces prises au hasard. Si un tel signal existe, il implique une possible redondance phylogénétique dans les outils de bioindication existants, en particuliers ceux basés sur les niveaux taxonomiques les plus fins. L’objectif est de mettre à profit ce signal pour simplifier l’évaluation écologique des milieux aquatiques.Ce travail s’attache à développer cette approche chez les diatomées et se décompose en trois parties. Nous présentons d’abord un nouveau package R entièrement dédié à l’analyse du signal phylogénétique et à l’étude de la distribution des valeurs de traits dans les phylogénies. Nous démontrons ensuite la présence d’un signal phylogénétique pour de nombreux traits écologiques chez les diatomées d’eau douce. Ces traits sont les optimums écologiques de 127 espèces pour un ensemble de paramètres physico-chimiques, mesurés pendant huit ans dans des cours d’eau de l’est de la France. Nous montrons que le signal est variable en fonction des traits mais que la niche écologique des espèces étudiées est, de manière générale, dépendante de la phylogénie. Dans une troisième partie, nous proposons une méthode pour extraire des clusters d’espèces partageant des traits similaires tout en étant phylogénétiquement proches. Nous mettons en œuvre cette méthode sur des données de sensibilités aux pollutions pour démontrer les possibilités de simplification des indices biotiques basés sur les diatomées en prenant en compte la redondance phylogénétique. Nos résultats tendent à montrer que le potentiel de simplification en utilisant la phylogénie comme guide est significatif. / Diatoms are micro-algae commonly used to assess the ecological quality of freshwaters. Most of the biological indices using diatoms are based on species sensitivity to pollutions. This constitutes an obstacle to the use of diatoms in ecological assessment because taxonomical identification at species level is difficult, time consuming, costly and source of errors. To avoid this problem, scientists developed biological indices based on higher taxonomical levels like the genus. However, the loss of information caused by the taxonomical resolution decrease can make these methods less efficient.A more recent alternative proposes to use the phylogeny to simplify ecological assessment methods. This approach makes the implicit hypothesis that there is a phylogenetic signal for species ecological preferences, i.e. that closely related species are more likely to share similar ecological preferences than species taken randomly. If such a signal exists, it may mean that there is a phylogenetic redundancy in bioassessment tools, especially the ones which are based at species level. The aim is to exploit this signal to simplify the biological assessment of aquatic ecosystems.This work aims to develop this approach with diatoms and is divided in three parts. First, we introduce a new R package dedicated to the analysis of the phylogenetic signal and to study traits values patterns in phylogenies. In a second part, we demonstrate the presence of phylogenetic signal for many ecological traits in freshwater diatoms. These traits are the ecological optima of 127 species for a set of physical and chemical parameters. They were estimated from data collected during 8 years in rivers in eastern France. We show that the strength of the signal varied significantly from one trait to another but, overall, diatoms ecological niches are related to the phylogeny. Finally, in a third part, we introduce a new method to extract clusters of species sharing similar traits and being phylogenetically related. We apply this method on pollutions sensitivities data in order to demonstrate the possibility to simplify biological indices based on diatoms by taking account of phylogenetic redundancy. Our results suggest that phylogenetic approaches offer a scope for simplification without an important loss of ecological information.

De plus en plus d’études montrent l’importance de considérer les parasites dans les études de biosurveillance environnementale car ils peuvent représenter des facteurs confondants en modifiant la physiologie de leurs hôtes et des bioindicateurs de la qualité des milieux. Dans ce contexte, le bivalve dulçaquicole Dreissena polymorpha a été choisi comme un modèle hôte, organisme couramment utilisé dans les études écotoxicologiques. Le potentiel effet confondant de différents parasites (i.e. bactéries intracellulaires, ciliés, trématodes a été, in situ sur plusieurs populations hôtes échantillonnées sur des sites présentant un gradient de contamination, et en conditions contrôlées, en exposant les dreissènes à différentes concentrations de nickel. Plusieurs réponses physiologiques ont alors été testées aux niveaux cellulaires et individuels. Les résultats montrent que l’infection parasitaire influence les réponses biologiques de la dreissène mais le sens et l’intensité de réponse dépendant de l’origine des populations, du sexe de l’hôte et de l’espèce parasite considérée. Par ailleurs, la modélisation descriptive, nous a permis de confirmer à large échelle spatiale les relations entre le niveau de contamination et la prévalence parasitaire, particulièrement celles des microparasites. Les études ont mis en évidence le cas particulier des co-infections qui ont généralement induit des effets biologiques plus marqués que ceux des infections simples. Les résultats obtenus au cours de cette thèse confirment la complexité des interactions hôte-parasites mais soulignent néanmoins l’importance de prendre en compte les parasites dans l’évaluation de la qualité des milieux / Several studies showed the importance to take parasites into account in risk assessment studies since they represent potential confounding factors modifying the host physiology and bioindicators of water quality. In this context, we chose the freshwater bivalve Dreissena polymorpha as test host, organism commonly used in ecotoxicological studies. The potential confounding factor of different parasite species (i.e. intracellular bacteria, ciliates, trematodes) was studied, in situ on several host populations sampled on sites with a contamination gradient, and under controlled laboratory conditions where mussels were exposed to different nickel concentrations. Several physiological responses of zebra mussels were then tested at cellular and individual levels. It turns out that parasite infection can influence the biological responses of D. polymorpha, but the direction and intensity of responses depend on the host population history, the host gender and the parasite species considered. Moreover, we confirmed by descriptive modeling with data collected in France and the United States the relationship between environmental pollution (metallic contamination) and the occurrence of parasites, especially microparasites. Studies highlighted the specific case of co-infections that generally induced greater effects on host physiology than single infections. The results obtained during this PhD confirm the complexity of interactions between a host and its parasites, but emphasize the importance of taking into account parasitism in the assessment of environmental quality

Les chloroacétanilides sont une famille d'herbicides largement utilisée en agriculture, et contribuent de ce fait à la pollution environnementale. Leur devenir, y compris dans les écosystèmes rédox-dynamiques récepteurs comme les zones humides, est encore mal compris. Dans ce travail, la dégradation microbienne de chloroacétanilides (métolachlore, acétochlore et l'alachlore) a été étudiée par des approches innovantes de chimie analytique et de biologie moléculaire, à l'échelle du laboratoire en utilisant des microcosmes en colonnes, et in situ dans des zones humides construites à ciel ouvert et conçues pour traiter les intrants chimiques issus de l'agriculture.Une nouvelle méthode d’analyse isotopique composés-spécifiques a été développée. Les résultats indiquent la biodégradation des chloroacétanilides dans les zones humides, également suggérée par la détection des produits de dégradation correspondants (acides éthane sulfonique et oxanilique). Dans les expériences en microcosme de laboratoire, les chloroacétanilides ont principalement été dégradés dans les zones anoxiques de la rhizosphère, suggèrant un rôle prépondérant des processus anaérobies. L'analyse par chromatographie chirale du métolachlore a en outre révélé la dégradation préférentielle de l'énantiomère S du métolachlore, confirmant l'importance des processus biologiques dans la dissipation des chloroacétanilides. Les corrélations qui ont pu être observées entre les changements de variables hydrochimiques et de conditions hydrauliques et des différences de composition bactérienne détectées par génotypage par polymorphisme de longueur des fragments de restriction (T-RFLP) et par pyroséquençage du gène ARNr 16S confirme le potentiel de bio-indicateurs basés sur l'ADN pour suivre le fonctionnement des écosystèmes.Sur la base de ce travail, la détection et l'identification des micro-organismes et des voies biochimiques responsables de la dégradation de chloroacétanilides dans les zones humides, ainsi que l'élaboration d'indicateurs génétiques bactériens pour le suivi de la dégradation de chloroacétanilides en zones humides, émergent comme autant d’objectifs de recherche à court-terme. / Chloroacetanilide herbicides are widely used in agriculture, and thereby contribute to environmental pollution. Their fate, including in redox-dynamic receptor ecosystems such as wetlands, remains poorly understood. In this work, microbial degradation of chloroacetanilides (metolachlor, acetochlor and alachlor) was investigated by emerging chemical and molecular biological approaches, at the lab-scale using microcosm columns, and in situ, in outdoor constructed wetlands designed for the treatment of chemical pollutants originating from agriculture.A novel compound-specific isotope analysis (CSIA) method was developed, and the results indicated biodegradation of chloroacetanilides in wetlands, which was also suggested by detection of ethane sulfonic acid and oxanilic acid degradation products. In lab-scale wetland microcosms, chloroacetanilides were mainly degraded in anoxic rhizosphere zones, suggesting a predominant role of anaerobic processes. Chiral chromatographic analysis of metolachlor revealed preferential degradation of the (S) enantiomer of metolachlor, and further confirmed the role of biological processes in chloroacetanilide dissipation. Changes in hydrochemical variables and hydraulic conditions correlated with differences in wetland bacterial composition detected by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) and pyrosequencing analyses of the bacterial 16S rRNA gene, confirming the potential of DNA-based bioindicators for follow-up of ecosystem functioning.On the basis of this work, detecting and identifying the microorganisms and biochemical pathways responsible for chloroacetanilide degradation in wetlands, as well as developing bacterial gene-based indicators of wetland functioning, emerge as research objectives for the near future.

La contamination atmosphérique par les métaux/métalloïdes (As, Cd, Cu, Pb, Sb, Zn…) et par les composés azotés impacte durablement les écosystèmes. L’évaluation des dépôts atmosphériques responsables de ces effets néfastes reste éparse car complexe, en particulier dans les environnements éloignés des sources de contamination comme les massifs forestiers. La prospection et l’estimation des éléments traces et de l’azote apportés dans ces dépôts ont été réalisées à l’échelle nationale à travers deux approches de biosurveillance par les lichens et les mousses : la bioaccumulation et la bioindication. L’enregistrement des éléments traces par les organismes indique une forte pression lithogénique dans ces milieux éloignés des sources directes, qui s’inclut dans le bruit de fond géochimique (e. g. Al, As, Co, Cr, Fe, Ni et Ti). Des sources additionnelles issues des activités anthropiques plus locales complètent régionalement les cortèges des éléments chimiques enregistrés (Cd, Cu, Sb ou Zn). La comparaison des échantillons de lichens et de mousses avec des spécimens historiques d’herbiers nous permet de retrouver ce contexte régional durant les siècles passés, et notamment de conforter les signatures lithologiques à travers le temps grâce aux terres rares. Ainsi, l’utilisation du charbon fossile apparaît être la source de contamination métallique dominante durant la fin du XIX e siècle et le début du XX e siècle, et plus récemment, une source additionnelle comme le transport routier (cas de Pb) a pu être notée. En parallèle, des facteurs influençant la bioaccumulation des métaux ont été testés : l’espèce considérée joue sur la capture des particules atmosphériques à travers la morphologie du thalle, et l’écorce support ne présente que peu d’influence. En considérant les signatures des dépôts atmosphériques, la végétation au travers des pluviolessivats apparaît influencer davantage les mousses terricoles que les lichens corticoles, ces derniers étant plus représentatifs des dépôts totaux. Des expérimentations de sorption/désorption montrent un processus rapide d’accumulation (une semaine) pour Pb et Cd, mais ne montrent ni compétition entre les métaux bioaccumulés, ni influence du lessivage sur la bioaccumulation. De nouvelles données concernant la sensibilité des espèces lichéniques face aux polluants métalliques ont pu être obtenues à partir de relevés de bioindication couplés à des analyses statistiques multivariées. / The atmospheric contamination by metals/metalloids (As, Cd, Cu, Pb, Sb, Zn…) and by nitrogen compounds impact the ecosystems. The atmospheric deposition is responsible of these harmful effects and its evaluation is complex and missing, particularly in remote environments like forest areas. The monitoring of trace element and nitrogen deposition at the national scale is carried out through two different approaches of biomonitoring by lichens and mosses: bioaccumulation and bioindication. The metal bioaccumulation points out a strong lithogenic pressure in these remote areas that is included in the geochemical background (e. g. Al, As, Co, Cr, Fe, Ni and Ti). Additional sources from more local anthropogenic activities are responsible for the regional context by the accumulation of other chemical elements (Cd, Cu, Sb or Zn). The comparison of current samples with herbarium specimens allows us getting back to historical regional influence one and half century ago, including consolidating the lithological influence over the time by rare earth elements. The use of fossil coal appears as a dominant source of metallic contamination in the late 19th century and the beginning 20th century. In parallel, the factors influencing the bioaccumulation of metals were evaluated: the entrapment of atmospheric particles is influenced by the morphology of the thallus but not by the bark. Considering the atmospheric deposition signature, vegetation via throughfall was found to be more influent for terricolous mosses than for corticolous lichens. Additional experiments of sorption/desorption showed a quick accumulation process (one week) for Pb and Cd, but neither metal competition, nor leaching influence on bioaccumulation were highlighted. New data on lichen species sensitivity to metal pollutants have been compiled through multivariate statistical analysis

Les contaminations multiples par des métaux et métalloïdes menacent la structure et le fonctionnement des écosystèmes aquatiques. Pourtant, les mécanismes d'action des polluants, leurs interactions et leur toxicité dans un contexte de réchauffement climatique sont encore peu abordés. Parallèlement, nous avons un besoin urgent de marqueurs d'alerte (i.e., précoces, sub-létaux) des effets de ces substances. Par ailleurs, une attention croissante est actuellement portée au protéome des êtres vivants, considéré comme une entité dynamique, modifié par les conditions du milieu. Dans ce contexte, nous avons travaillé en laboratoire avec comme espèce modèle le crustacé amphipode Gammarus pulex avec trois objectifs: (1) évaluer les effets de deux éléments métalliques (cadmium et arséniate) seuls ou en interaction sur des organismes exposés en conditions contrôlées, (2) appréhender les effets de la température en tant que facteur confondant potentiel des réponses mesurées, et (3) rechercher l'existence d'une réponse singulière potentielle du protéome d'individus exposés aux éléments métalliques seuls ou en mélange ; à plusieurs températures. Il s'agissait donc à la fois de réaliser une analyse diagnostique susceptible de fournir des marqueurs d'intérêt aptes à révéler précocement un stress chimique et de dresser les bases d'une approche pronostique permettant de mieux prédire les conséquences à l'échelle individuelle d'une dégradation anthropique du milieu / Multiple metal and metalloid contaminations impair aquatic ecosystem community structure and functioning. However, the mechanistic understanding of individual pollutant toxic effects, but also of their interaction effects in a "global warning" context are still rarely tackled. However, aquatic ecosystem managers have an urgent need of early warning indicators (i.e. early, sub-lethal) of toxicant effects. Recently, an increasing attention has been turned to studies of the proteome of species/populations, which is considered as a dynamic entity modified by environmental conditions. In this context, we have worked with a model organism, Gammarus pulex (crustacea, amphipoda), under laboratory controlled conditions. Three objectives have been defined: (1) assessing the single and combined effects of two metals (i.e. arsenate and/or cadmium), (2) understanding the potential confounding effect of temperature on measured physiological and behavioural responses of gammarids and (3) investigating the existence of a singular response of the proteome of individuals exposed to different single or combined metal concentrations, at several tested temperatures. The major goals were first applying a diagnostic analysis to provide valuable biomarkers early indicating metallic stress, and second developing the foundations for a prognostic approach better predicting the organismal consequences of toxic contaminations due to the anthropogenic degradation of aquatic ecosystems

Le risque écotoxicologique des métaux présents dans le milieu naturel dépend beaucoup plus de leur statut physico-chimique que de leur concentration totale. Afin de déterminer ce statut, nous avons étudié par spectroscopie EXAFS les interactions au niveau moléculaire du zinc et du plomb avec différents systèmes naturels organiques: des acides humiques (AH), constituants de la matière organique des sols; des parois cellulaires de champignons filamenteux , utilisés comme biosorbants pour le traitement d'eaux chargées en métaux; et des lichens, utilisés comme bioindicateurs de pollution. * Pour les deux métaux étudiés, les AH possèdent une distribution de sites d'affinités différentes. Les ligands majoritaires sont des groupements carboxyles monodentates et des molécules d'eau, la proportion de molécules d'eau augmentant quand l'affinité du site diminue. Pour le zinc, les sites de plus faible affinité forment des complexes de sphère externe, où le métal est solvaté par 6 molécules d'eau, et lié aux groupements fonctionnels des AH par des liaisons faibles. * Les parois cellulaires du champignon Penicillium chrysogenum possèdent deux sites de complexation pour Zn et Pb: environ 90% sont des groupements phosphate, constituant les sites de plus haute affinité pour Zn, et 10% sont des groupements carboxyle, constituant les sites de plus haute affinité pour Pb. * Dans le lichen hyperaccumulateur Diploschisles muscorum, Zn et Pb sont immobilisés sous forme de sels d'oxalate. Il s'agit d'un mécanisme physiologique adaptatif, qui n'existe pas chez les espèces tolérantes: dans Cladonia subulala, le zinc est complexé par un acide organique moins fort complexant que l'oxalate, probablement le malate; dans Xanthoria parietina, le plomb est piégé de façon passive par complexation sur les macromolécules de la paroi cellulaire des filaments fongiques. L'étude de ces trois systèmes a permis d'évaluer le potentiel et les limites de la spectroscopie d'absorption X pour l'étude des systèmes organiques naturels. Elle ouvre des perspectives intéressantes dans le domaine du traitement biologique des pollutions métalliques, comme la phytoremédiation ou la bioremédiation.

L'ubiquisme des diatomées et leur diversité taxonomique a favorisé l'utilisation croissante de ces algues pour l'évaluation des conditions environnementales en eaux douces. La contamination métallique qui affecte certains cours d'eau peut conduire à des modifications de la structure des communautés et de la morphologie des individus. Dans ces travaux, les caractéristiques des biofilms périphytiques ont été étudiées sur le terrain (bassin versant du Riou-Mort, Sud-Ouest de la France) et en conditions expérimentales. La présence de métaux (ici : cadmium, zinc) induit non seulement un remplacement des espèces sensibles (Cyclotella meneghiniana, Navicula gregaria, Navicula veneta) par des espèces plus tolérantes (notamment Eolimna minima), mais également une diminution de la taille de certains individus et / ou l'apparition d'anomalies morphologiques affectant de nombreuses espèces. Le rôle structurant d'autres facteurs abiotiques sur les communautés diatomiques a de plus été souligné, particulièrement celui de la présence de nutriments en concentrations élevées qui stimule la production de biomasse et modifie la structure des assemblages au profit d'espèces saprophiles. L'action protectrice de la matrice organique vis-à-vis des contaminants métalliques a également été confirmée au travers de ces travaux. La pertinence de l'utilisation des diatomées pour la bioindication des pollutions métalliques a été validée, et ces études fournissent une base à l'élaboration d'un indice diatomique de pollution métallique probable.

Diese Arbeit behandelt die Charakterisierung der Habitate und die Langzeit-Entwicklung über sechs Jahrzehnte der Makrophytenvegetation nordwestdeutscher Bäche und Flüsse, um zum Wissen über die Ökologie aquatischer Makrophyten beizutragen und sie als Bioindikatoren zu nutzen. Siebzig Bäche und Flüsse der Regionen Ems-Hunte Geest, Lüneburger Heide, Allerflachland, nördliches Harzvorland, Fuß des Weser-Leine Berglandes und ostholsteinisches Hügelland sind Bestandteil der Studie, wobei der Schwerpunkt auf der überregionalen Betrachtungsebene liegt. Aus der Analyse der Zusammensetzung und Verbreitung der Makrophytengesellschaften im Zusammenhang mit Gewässergröße und physikalischen und chemischen Wasser- und Sedimenteigenschaften schlossen wir, dass Gewässertiefe und Fließgeschwindigkeit von den gemessenen Variablen den größten Einfluss auf die heutige Gesellschaftszusammensetzung haben, gefolgt vom Gehalt pflanzenverfügbaren Phosphors im Sediment. Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass vor der im Untersuchungsgebiet seit den 1950ern stattfindenden, starken Intensivierung der landwirtschaftlichen Nutzung, als noch ausgeprägtere Gradienten bei den Nährstoffgehalten der Fließgewässer existiert haben, chemische Größen einen stärkeren Einfluss auf die Makrophytenvorkommen hatten als heute. Mittels semi-permanenter Dauerflächen haben wir den Vegetationswandel zwischen den 1950ern und 2010 untersucht und einen dramatischen Rückgang der Artenvielfalt festgestellt (der Gesamtartenpool sank um 27.5 % von 51 auf 37 Hydrophytenarten, die Artenzahl pro Aufnahmefläche um 19.4 % von 4.7 auf 3.8 Arten), begleitet von einem umfassenden Bestandsumbau vom Vorherrschen wurzelnder (v.a. potamider) Arten zur Dominanz freischwimmender (v.a. lemnider) Arten. Oligotraphente Arten wie Potamogeton gramineus und P. polygonifolius sind in den Probeflächen ausgestorben und die mesotraphenten Arten Myriophyllum alterniflorum und Ranunculus peltatus in ihrer Auftretenshäufigkeit um mehr als 50 % zurückgegangen, während die eutraphenten Arten Myriophyllum spicatum und Spirodela polyrhiza um mehr als 100 % zugenommen haben. In den Artmerkmalen Blattausdauer und spezifische Blattfläche (SLA) wurden Änderungen festgestellt: In den historischen Makrophytenbeständen der 1950er waren immergrüne Arten und Arten mit dünnen Blättern oder solchen mit viel arenchymatischem Gewebe häufig (große SLA), während die rezenten Bestände von 2010 durch sommergrüne Arten und solche mit robuster Struktur (geringe SLA) gekennzeichnet sind. Die Veränderungen in der Arten-zusammensetzung waren am tiefgreifendsten in der Region Ems-Hunte Geest, wo weitläufige Niedermoore durch Entwässerung insbesondere seit der Eindeichung des Dümmer Sees (1953) intensiv bewirtschaftetem Agrarland gewichen sind, und weniger ausgeprägt in der Lüneburger Heide, einer der wenigen Tieflandsregionen Deutschlands, in der noch Fließgewässer mit kaum durch den Menschen veränderter Struktur zu finden sind. Auf der syntaxonomischen Ebene zeigte die Anwendung zweier unterschiedlicher pflanzensoziologischer Klassifikationssysteme tiefe Veränderungen in der Struktur der Makrophytengesellschaften über sechs Jahrzehnte auf. Alle dokumentierten Vegetations-bestände konnten einer der Klassen Potamogetonetea, Lemnetea, Phragmitetea oder Fontinalietea zugeordnet werden. Während Batrachietalia/Batrachion und Potamogetonetalia /Potamogetonion-Bestände stark zurückgegangen sind, haben Nymphaeetalia/Nymphaeion-Gesellschaften zugenommen. Die beobachtete Zunahme pflanzensoziologisch schwach charakterisierter Bestände (Fragmentgesellschaften) deutet auf Verluste bei den hoch-spezialisierten Arten hin. Im Schnitt waren sich die rezenten Vegetationsbestände signifikant ähnlicher (SBC=0.25) als die historischen (0.22), was eine Homogenisierung der Fließgewässervegetation Nordwestdeutschlands offenbart. Beschleunigte Eutrophierungsprozesse in den Gewässern und wasserbauliche Maßnahmen in der intensiv genutzten Kulturlandschaft haben zu einer Uniformierung der Fließgewässerhabitate geführt, worin neben häufigen Störereignissen die Hauptursache für die Verluste in Artenreichtum und Vielfalt der Makrophytenvegetation gesehen werden kann. Weitere Anstrengungen zur Reduzierung der Nährstofffrachten, sowie eine Erhöhung der Habitatheterogenität durch strukturverbessernde Renaturierungsmaßnahmen und ökologisch verträgliche Unterhaltungstechniken und -zeitpunkte sind notwendig, um den Diversitäts-rückgang in der Makrophytenvegetation nordwestdeutscher Bäche und Flüsse aufzuhalten und umzukehren. Eine artenreiche Vegetation ist ein wichtiger Baustein in Fließgewässer-Ökosystemen, deren Funktionsfähigkeit nicht zuletzt auch für das menschliche Wohlergehen von Bedeutung ist.

Baigiamojo darbo tema „Švenčionių rajono ežerų būklės vertinimas taikant bioindikacinius metodus“. Darbo struktūrą lėmė siekis nagrinėti bioindikacinius gėlojo vandens telkinių vertinimo metodus, kuriuos galima taikyti vertinant ežerus, jų trofinį statusą, prognozuoti ežerų tolimesnį likimą. Dėl to literatūros ir kitų informacijos šaltinių analizėje išskiriamos aštuonios pagrindinės dalys. Jose plačiai aptariamas bioindikacinis vandens telkinių vertinimas, galimybės. Kalbama apie ežerų struktūrą, suskirstymą, ežerų augaliją ir jos panaudojimą bioindikacijoje. Atrenkant bioindikacinius vertinimo metodus, atsižvelgta į jų populiarumą, naujumą ir praktiškumą, todėl aprašyti ir šiuo metu dar mažai žinomi bioindikaciniai vertinimo metodai. / The topic “Evaluation of Švenčionys district lakes state applying bioindicational methods” was not chosen occasionally. The structure of the work was determined by the aim to analyze bioindicator-based methods of water body assessment that may be applied when assessing lakes, their trophic state, and forecasting their further destiny. Therefore analysis of references and other sources of information are divided into eight sections intended to comprehensively discuss bioindicator-based assessment of water bodies, and its possibilities. Structure, distribution, and flora of lakes, as well as its use in bioindication are overviewed.