Tropical Rift Lake Systems:Integrated Volcanologic, Tectonic, and Biogeochemical, and
Geohazard Assessment of Lake Kivu - Gisenyi, Rwanda - 13-15 January 2010
The ecology of lake Kivu: a puzzle solved?
F. Darchambeau, H. Sarmento, M. Isumbisho, A.V. Borges,
A collaborative work … (1/3)
•Hugo Sarmento, PhD (2002 - 2006)
University of Namur:
Prof. Jean-Pierre Descy
•Pascal Mwapu Isumbisho,
PhD (2002 - 2006)
A collaborative work … (2/3)
•University of Namur: Prof. Jean-Pierre Descy, et alii
•ISP-Bukavu: Prof. Pascal Mwapu Isumbisho, et alii
•NUR-Butare: Prof. Laetitia Nyina-wamwiza, et alii
•INRA-Thonon: Prof. Jean Guillard
•Leuven University: Prof. Eric Deleersnijder, et alii
The ECOSYKI project (2004-2009):
a research and cooperative project granted by the Belgian
Universitary Cooperation – CUD, with:
A collaborative work … (3/3)
The CAKI project (2007-2010):
fundamental research project on Lake Kivu carbon and
nutrient cycles granted by the FNRS
•University of Liège:
Alberto Borges, et alii.
•University of Bruxelles:
Pierre Servais
•University of Namur:
-
Limnologiccal samplings every 2 weeks at the southern basin
(Ishungu) since 2002, and offshore Kibuye since 2006
(max depth: 120m)
HT T P ://S V S .G S F C.NA S A .G O V•
KIBUYE
(max depth: 300m)
-
Cruises during rainy and dry seasons (2003, 2004, 2007, 2008, 2009)
-
Samplings still in progress (permanent mooring + field cruises)
Partners from the ISP
10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm
46
45
44
43
42
41
40
39
10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm 10µm60
59
58
61
57
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
Damas (1937), about the pelagic plankton of Lake Kivu:
“Ses eaux claires et transparentes sont un véritable désert”.
62
74
73
72
71
70
69
68
67
66
65
64
63
74
75
76
A total of 42 taxa was recorded:
- 14 Cyanophyceae
- 3 Cryptophyceae
- 3 Dinophyceae
- 7 Bacillariophyceae
- 1 Chrysophyceae
- 7 Chlorophyceae
- 3 Trebouxiophyceae
- 4 Zygnematophyceae
DR
Y
SE
A
SON
DR
Y
SE
A
SON
DR
Y
SE
A
SON
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 M a r-0 2 A p r-0 2 M a y-0 2 Ju n -0 2 Ju l-0 2 A u g -0 2 S e p -0 2 O ct -0 2 N o v-0 2 D e c-0 2 Ja n -0 3 F e b -0 3 M a r-0 3 A p r-0 3 M a y-0 3 Ju n -0 3 Ju l-0 3 A u g -0 3 S e p -0 3 O ct -0 3 N o v-0 3 D e c-0 3 Ja n -0 4 F e b -0 4 M a r-0 4 A p r-0 4 M a y-0 4 Ju n -0 4 Ju l-0 4 A u g -0 4 S e p -0 4 O ct -0 4 N o v-0 4 D e c-0 4 Ja n -0 5 F e b -0 5 M a r-0 5 A p r-0 5 M a y-0 5 e q . C h l a ( m g .m - ²) Diatoms Cyanobacteria Cryptophyte Chrysophyte Chlorophyte DinoflagellateRainy season
Dry season
Rainy season
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Jun Jul Aug Sep
1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 Sp. conductiity (mS/cm) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Dept h (m ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dissolved oxygen (mg/L) 22 22.5 23 23.5 24 Temperature (°C) pH 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10
O
2T
pH
C
M
O
N
I
1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 Sp. conductivity (mS/cm) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Dept h (m ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dissolved oxygen (mg/L) 22 22.5 23 23.5 24 Temperature (°C) pH 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10O
2T
pH
C
Rainy season
Dry season
Rainy season
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Jun Jul Aug Sep
Southeast winds
M
I
X
O
L
I
M
N
I
O
N
M
O
N
I
E
P
I
H
Y
P
O
Chemocline Salinity gradient
DR
Y
SE
A
SON
Temperature
DR
Y
SE
A
SON
DR
Y
SE
A
SON
Chlorophyll a
av r. -02 ma i-02 juin-02 juil .-02 août -02 se pt .-02 oct .-02 nov .-02 déc. -02 janv .-03 fév r. -03 ma rs-03 av r. -03 ma i-03 juin-03 juil .-03 août -03 se pt .-03 oct .-03 nov .-03 déc. -03 janv .-04 fév r. -04 ma rs-04 av r. -04 ma i-04 juin-04 juil .-04 août -04 se pt .-04 oct .-04 nov .-04 déc. -04 janv .-05 fév r. -05 ma rs-05 av r. -05 ma i-05 juin-05 juil .-05 août -05 se pt .-05 oct .-05 nov .-05 déc. -05 janv .-06 fév r. -06 ma rs-06 av r. -06 ma i-06 juin-06 juil .-06 août -06 se pt .-06 oct .-06 nov .-06 déc. -06 janv .-07 fév r. -07 ma rs-07 av r. -07 ma i-07 juin-07 juil .-07 août -07 se pt .-07 oct .-07 nov .-07 déc. -07 janv .-08 fév r. -08 ma rs-08 av r. -08 ma i-08 juin-08 juil .-08 août -08 se pt .-08Dept
h (m
)
0 10 20 30 40 50 60 0 1 2 3 4 5Diatoms
av r. -02 m ai -02 jui n-02 jui l. -02 ao ût -02 s ep t. -02 oct .-02 no v .-02 dé c. -02 jan v .-03 fév r. -03 m ars -03 av r. -03 m ai -03 jui n-03 jui l. -03 ao ût -03 s ep t. -03 oct .-03 no v .-03 dé c. -03 jan v .-04 fév r. -04 m ars -04 av r. -04 m ai -04 jui n-04 jui l. -04 ao ût -04 s ep t. -04 oct .-04 no v .-04 dé c. -04 jan v .-05 fév r. -05 m ars -05 av r. -05 m ai -05 jui n-05 jui l. -05 ao ût -05 s ep t. -05 oct .-05 no v .-05 dé c. -05 jan v .-06 fév r. -06 m ars -06 av r. -06 m ai -06 jui n-06 jui l. -06 ao ût -06 s ep t. -06 oct .-06 no v .-06 dé c. -06 jan v .-07 fév r. -07 m ars -07 av r. -07 m ai -07 jui n-07 jui l. -07 ao ût -07 s ep t. -07 oct .-07 no v .-07 dé c. -07 jan v .-08 fév r. -08 m ars -08 av r. -08 m ai -08 jui n-08 jui l. -08 ao ût -08 s ep t. -08D
ept
h
(m
)
0 10 20 30 40 50 60 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0Cyanobacteria
av r.-02 mai-0 2 juin-02 juil. -0 2 ao ût-02 s ep t. -0 2 oct .-0 2 no v .-0 2 dé c.-0 2 jan v .-0 3 fév r.-03 mar s -0 3 av r.-03 mai-0 3 juin-03 juil. -0 3 ao ût-03 s ep t. -0 3 oct .-0 3 no v .-0 3 dé c.-0 3 jan v .-0 4 fév r.-04 mar s -0 4 av r.-04 mai-0 4 juin-04 juil. -0 4 ao ût-04 s ep t. -0 4 oct .-0 4 no v .-0 4 dé c.-0 4 jan v .-0 5 fév r.-05 mar s -0 5 av r.-05 mai-0 5 juin-05 juil. -0 5 ao ût-05 s ep t. -0 5 oct .-0 5 no v .-0 5 dé c.-0 5 jan v .-0 6 fév r.-06 mar s -0 6 av r.-06 mai-0 6 juin-06 juil. -0 6 ao ût-06 s ep t. -0 6 oct .-0 6 no v .-0 6 dé c.-0 6 jan v .-0 7 fév r.-07 mar s -0 7 av r.-07 mai-0 7 juin-07 juil. -0 7 ao ût-07 s ep t. -0 7 oct .-0 7 no v .-0 7 dé c.-0 7 jan v .-0 8 fév r.-08 mar s -0 8 av r.-08 mai-0 8 juin-08 juil. -0 8 ao ût-08 s ep t. -0 8Dep
th (m)
0 10 20 30 40 50 60 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0Cryptophytes
av r.-02 mai-0 2 juin-02 juil. -0 2 ao ût-02 s ep t. -0 2 oct .-0 2 no v .-0 2 dé c.-0 2 jan v .-0 3 fév r.-03 mar s -0 3 av r.-03 mai-0 3 juin-03 juil. -0 3 ao ût-03 s ep t. -0 3 oct .-0 3 no v .-0 3 dé c.-0 3 jan v .-0 4 fév r.-04 mar s -0 4 av r.-04 mai-0 4 juin-04 juil. -0 4 ao ût-04 s ep t. -0 4 oct .-0 4 no v .-0 4 dé c.-0 4 jan v .-0 5 fév r.-05 mar s -0 5 av r.-05 mai-0 5 juin-05 juil. -0 5 ao ût-05 s ep t. -0 5 oct .-0 5 no v .-0 5 dé c.-0 5 jan v .-0 6 fév r.-06 mar s -0 6 av r.-06 mai-0 6 juin-06 juil. -0 6 ao ût-06 s ep t. -0 6 oct .-0 6 no v .-0 6 dé c.-0 6 jan v .-0 7 fév r.-07 mar s -0 7 av r.-07 mai-0 7 juin-07 juil. -0 7 ao ût-07 s ep t. -0 7 oct .-0 7 no v .-0 7 dé c.-0 7 jan v .-0 8 fév r.-08 mar s -0 8 av r.-08 mai-0 8 juin-08 juil. -0 8 ao ût-08 s ep t. -0 8Dep
th (m)
0 10 20 30 40 50 60 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0An oligotrophic lake but with higher biomass
than L. Tanganyika and Malawi
Phytoplankton biomass & Primary production
Mean biomass
Mean PP
Lake
Period
µgChla/L mgChla/m
2gC.m
-2.y
-1References
L. Malawi
1996-98
0.86
34
169
Guildford et al. 2007
L. Tanganyika
2002-03
1.06
43
236
Bergamino et al. in press
L. Kivu
2003-08
1.68
75
170
present study
Phytoplankton biomass & Primary production
Period
PP
gC.m
-2
.d
-1
n
Reference
March 1972
1.03 – 1.44
<14
Degens et al., 1973
March 1972 – 73
0.66 – 1.03
8
Jannasch, 1975
October 1990
0.33
3
Descy, 1990
2002 – 2008
0.64 (0.19 – 1.18)
55
present study
Zooplankton composition
Mesocyclops aequatorialis
Thermocyclops consimilis
Tropocyclops confinis
Zooplankton composition
Cladocerans
Zooplankton composition
Rotifers
50 µm 50 µm 50 µma
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
a: Bdelloid b: Anuraepsis fissa c: Lecane sp. d: Brachionus calyciflorus e: Brachionus quadridentatus
f: Brachionus caudatus g: Brachionus falcatus h: Polyarthra sp. i: Hexarthra sp. j: Collurella sp.
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
F-02
A-02
J-02
A-02
O-02
D-02
F-03
A-03
J-03
A-03
O-03
D-03
F-04
A-04
J-04
A-04
O-04
D-04
F-05
A-05
J-05
A-05
O-05
D-05
F-06
A-06
J-06
A-06
O-06
D-06
F-07
A-07
J-07
A-07
O-07
D-07
F-08
A-08
J-08
A-08
Z
o
o
p
la
n
kt
o
n
(g
C
m
-2)
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Phytoplankton and zooplankton blooms
DR
Y
SE
A
SON
DR
Y
SE
A
SON
DR
Y
SE
A
SON
Zooplankton biomass & production
Lake
Mean biomass
gC.m
-2
Mean annual
production
gC.m
-2
.y
-1
Reference
L. Tanganyika
1.2
23
Kurki et al., 1999; Sarvala et al., 1999
L. Malawi
0.9
24.5
Irvine, 1995; Irvine & Waya, 1999
L. Kivu
0.3
8.3
present study
Zooplankton biomass & production
Lake
Trophic transfer efficiency
%
Reference
African lakes
10.1
Pauly & Christensen, 1995
L. Tanganyika
3.5 – 5.4
Sarvala et al., 1999
L. Malawi
5 – 8
Irvine & Waya, 1999
L. Kivu
1.3 – 2.1
present study
Zooplankton biomass & production
1952-53
2003-04
0
1
10
100
m
g
D
W
/m
2
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
and disappearance of the main grazer Daphnia curvirostris
In the 20th and 21st centuries…
X
- Introduction of Limnothrissa miodon from Lake Tanganyika in the late 50s
- The Tanganyika sardine in Lake Kivu: Another ecodisaster for Africa?
(Environment Conservation, Dumont 1986)
- Success of the introduction of the freshwater Clupeid Limnothrissa miodon in Lake
Kivu
(Fish Farming International, Frank, 1977 ; Fisheries Management, Spliethoff et al., 1983)
- Verbeke (1952-1954): study of zooplankton, no planktivore in the pelagic waters
Ruzizi