When Exception Becomes the Rule : Ecological Dynamics and Management Challenges of a Spirulina-Dominated Continental Aquatic Ecosystem
Abstract
This innovative research investigates the composition and behavior of the phytoplankton community in the Kheneiga pond, a 6-hectare freshwater habitat situated in the dry region of Laghouat, Algeria. The ecological analysis, derived from monthly samples collected in 2022, indicates a severe community imbalance marked by the near-complete dominance of the cyanobacterium Spirulina (>99.9% of total abundance). The computed diversity indices (Shannon H' = 0.0086; Equitability E = 0.0016) demonstrate exceedingly low diversity and a markedly uneven distribution of taxa.
Statistical analysis reveals that pH and mineralization parameters (conductivity, TDS) predominantly influence the structure of the phytoplankton community, accounting for over 58% of the observed variance in algal density. The temporal dynamics indicate a gradual shift from a diverse community to a near-total predominance of Spirulina, coinciding with an elevation in pH (from 7.46 to 8.65) and conductivity (from 2230 to 11480 μS/cm).
This biological succession indicates a eutrophication phenomenon likely associated with wastewater discharges that partially nourish this wetland. The positive relationships between Spirulina density and organic load markers (COD, BOD) substantiate this hypothesis. The significant reduction of the phytoplankton community raises apprehensions regarding the ecosystem's resilience and its capacity to deliver diverse ecosystem services.
This work underscores the susceptibility of continental aquatic ecosystems in dry regions to human-induced disturbances and stresses the necessity of adopting tailored management measures to safeguard the biodiversity of Saharan wetlands.
References
Akpo, L.E., Grouzis, M., Bada, F., Pontanier, R., et Floret, C. (1999). Structure spécifique de la végétation herbacée du Sahel : cas de Wiidu Thiengoli (Ferlo, Sénégal). Sécheresse, 10(2), 119-130.
Barbault, R. (2008). Écologie générale : Structure et fonctionnement de la biosphère. 6ème édition. Dunod, Paris.
Benabadji, N., et Bouazza, M. (2021). Contribution à l'étude des zones humides de l'Ouest algérien : Approche bioclimatique et phytoécologique. Revue d'Écologie (Terre et Vie), 76(3), 287-304.
Bigot, L., et Bodot, P. (1973). Contribution à l'étude biocénotique de la garrigue à Quercus coccifera. II. Composition biotique du peuplement des invertébrés. Vie et Milieu, 23(2), 229-249.
Blondel, J. (1975). L'analyse des peuplements d'oiseaux, éléments d'un diagnostic écologique. La Terre et la Vie, 29, 533-589.
Blondel, J. (1979). Biogéographie et écologie. Masson, Paris.
Boudjéma, S., Metallaoui, S., et Saheb, M. (2016). Inventaire et écologie des zones humides du sud algérien : cas de la région de Laghouat. Bulletin de la Société Zoologique de France, 141(2), 65-79.
Boumezbeur, A., et Bennoune, T. (2013). Reconnaissance écologique des zones humides algériennes d'importance internationale. Direction Générale des Forêts, Alger.
Cairns, J. (1977). Quantification of biological integrity. In R.K. Ballantine et L.J. Guarria (Eds.), The integrity of water (pp. 171-187). U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C.
Dajoz, R. (1982). Précis d'écologie. Gauthier-Villars, Paris.
Dajoz, R. (1985). Précis d'écologie. Dunod, Paris.
De Groot, R., Brander, L., van der Ploeg, S., Costanza, R., Bernard, F., Braat, L., Christie, M., Crossman, N., Ghermandi, A., Hein, L., Hussain, S., Kumar, P., McVittie, A., Portela, R., Rodriguez, L.C., ten Brink, P., et van Beukering, P. (2012). Global estimates of the value of ecosystems and their services in monetary units. Ecosystem Services, 1(1), 50-61.
Direction Générale des Forêts (DGF). (2020). Rapport sur l'état des zones humides en Algérie. Ministère de l'Agriculture et du Développement Rural, Alger.
Druart, J.C., et Rimet, F. (2008). Protocoles d'analyse du phytoplancton de l'INRA : prélèvement, dénombrement et analyses au microscope. INRA Report, 41p.
Dudgeon, D., Arthington, A.H., Gessner, M.O., Kawabata, Z.I., Knowler, D.J., Lévêque, C., Naiman, R.J., Prieur-Richard, A.H., Soto, D., Stiassny, M.L.J., et Sullivan, C.A. (2006). Freshwater biodiversity: importance, threats, status and conservation challenges. Biological Reviews, 81(2), 163-182.
Fustec, É., et Lefeuvre, J.C. (2000). Fonctions et valeurs des zones humides. Dunod, Paris.
Keddy, P.A. (2010). Wetland Ecology: Principles and Conservation. 2nd edition. Cambridge University Press, Cambridge.
Magurran, A.E. (1988). Ecological diversity and its measurement. Princeton University Press, Princeton.
Mitsch, W.J., et Gosselink, J.G. (2015). Wetlands. 5th edition. John Wiley & Sons, Hoboken.
Piélou, E.C. (1966). The measurement of diversity in different types of biological collections. Journal of Theoretical Biology, 13, 131-144.
Ramade, F. (1984). Éléments d'écologie: Écologie fondamentale. Éditions McGraw-Hill, Paris.
Ramade, F. (2012). Éléments d'écologie : Écologie appliquée. 7ème édition. Dunod, Paris.
Ramsar Convention Secretariat. (2016). An Introduction to the Convention on Wetlands. 5th edition. Ramsar Convention Secretariat, Gland, Switzerland.
Rocklin, D. (2003). Etude comparative de différents indices de diversité (indice de Shannon, indices taxonomiques) sur les peuplements de poissons lagunaires. Mémoire d'Initiation à la Recherche, Université de Montpellier 2.
Samraoui, B., et De Bélair, G. (2018). Les zones humides de la Numidie orientale : biodiversité, enjeux et perspectives. Revue d'Écologie (Terre et Vie), 73(3), 267-288.
Samraoui, B., et Samraoui, F. (2020). Biodiversité des zones humides algériennes : statut, menaces et conservation. Comptes Rendus Biologies, 343(3), 246-268.
Shannon, C.E. (1963). The mathematical theory of communication. University of Illinois Press, Urbana.
Sournia, A. (1978). Phytoplankton manual. UNESCO, Paris.
Williams, P. (2006). The role of small temporary water bodies in sustaining biodiversity in arid regions. International Journal of Biodiversity Science & Management, 2(1), 59-67.
Zedler, J.B., et Kercher, S. (2005). Wetland resources: status, trends, ecosystem services, and restorability. Annual Review of Environment and Resources, 30, 39-74.
Barbero, M., Quezel, P., & Loisel, R. (1990). Les apports de la phytoécologie dans l'interprétation de changements et perturbations induits par l'homme sur les écosystèmes forestiers méditerranéens. Forêt méditerranéenne, 12(3), 194-215.
Dajoz, R. (1975). Precis d'Ecologie (France).
