Linking river sediment physical properties to biofilm biomass and activity

Abstract

River sediments are composed by a variety of grain sizes which determine their permeability and biogeochemistry. The aim of this thesis was to test whether differences in river sediment physical characteristics generate differences in biofilm biomass and metabolic activity in a Mediterranean river. To this aim, formulae for estimating hydraulic conductivity were reviewed, and the relationship between sediment grain-size distribution and microbial biomass, and microbial metabolism depth gradients were analyzed. Results suggest selecting the Kozany-Carman formula to estimate hydraulic conductivity for Tordera sandy sediments. Sediment physical properties affected accumulation of organic matter, chlorophyll-a and bacteria but this effect was different depending on hydrological events and microbial group considered; bacteria being the most affected. Microbial activities in sediment depth were regulated by the permeability of streambeds through organic compounds contributing to microbial activities. Hydraulic conductivity is among the most important physical factors driving biogeochemical dynamics and microbial processes at Tordera river

Els sediments fluvials es component d’una varietat de mides de gra que determinen la seva permeabilitat i biogeoquímica. L’objectiu d’aquesta tesi era testar si les diferències en les característiques físiques del sediment generen diferències en la biomassa i l’activitat metabòlica del biofilm en un riu mediterrani. Per aquest objectiu, es revisaren diverses fórmules per a estimar la conductivitat hidràulica i s’analitzà: la relació entre la distribució de mides de gra del sediment amb la biomassa microbiana i, el metabolisme microbià en un gradient de profunditat del sediment. Els resultats suggeriren seleccionar la fórmula de Kozany-Carman per a estimar la conductivitat hidràulica dels sediments sorrencs del riu Tordera. Les característiques físiques del sediment afectaren l’acumulació de matèria orgànica, clorofil·la i bacteris però aquest efecte fou diferent en funció del període hidrològic i del grup microbià, sent els bacteris els més afectats. Les activitats microbianes en profunditat eren regulades per la permeabilitat del sediment. La conductivitat hidràulica és un dels factors físics més importants afectant els processos microbians al riu Tordera