Transcript Compétition pour l ’azote inorganique entre le pelagos et le benthos d ’un milieu côtier oligotrophe.

Compétition pour l ’azote inorganique entre
le pelagos et le benthos d ’un milieu côtier
oligotrophe. Effets sur la dynamique de
l ’écosystème.
Baie de la
Revellata
Photo: R. Biondo
1. Contexte et problème général
Importance des milieux côtiers
* Localisation des activités anthropiques
* 2% des surfaces marines mais 20% de la
production primaire
Caractéristiques de la Méditerranée
* Surface et profondeur importantes
* Pauvreté extrême en nutriments  ressources limitées
* Production planctonique réduite (oligotrophie)
Paradoxe des zones côtières
méditerranéennes
ressources limitées
oligotrophie de la colonne d ’eau
mais
communautés végétales benthiques très
développées et très productives
Herbier à posidonies
(Posidonia oceanica)
Biocénose à algues
photophiles
Cystoseires
Halopteris scoparia
Photo: Michel Janssens
Paradoxe des zones côtières méditerranéennes
ressources limitées
oligotrophie de la colonne d ’eau
mais
communautés végétales benthiques très
développées et très productives
 Compétition pour les nutriments entre les
différents producteurs primaires
STARESO
2. Site d ’étude
Site (10m)
STARESO
3. Communautés biologiques
* Phytoplancton
* Macroalgues photophiles de substrat rocheux
* Herbier de posidonies:
- Posidonies
- Communauté épiphyte des feuilles
Phytoplancton
* Production oligotrophe, biomasse faible (2 mg chl. m-3)
* Communauté multispécifique (diatomées, flagellés, …)
* Succession structurée, saisonnalité marquée
* Incorporation des nutriments de la colonne d ’eau
* Influence très importante de la disponibilité en nutriments
* Expérimentation effectuée sur Matière Organique
Particulaire
 MOP
Biocénose à algues photophiles
* Colonisation des rochers
* Productions et biomasses élevées
* Grandes diversités spécifiques et écologiques
 Halopteris scoparia
(algues brunes
pérennes)
* Incorporation des nutriments de la colonne d ’eau
* Influence déterminante des nutriments sur la dynamique
Posidonia oceanica
Feuilles
* Prairies sous marines sur les
fonds sableux
* Couvre 75% du fond de la Baie de
la Revellata
* Biomasses et productions très
importantes
Racines
* Incorporation d ’azote par les feuilles et les racines
* Dynamique déterminée par la lumière et, parfois, par
les nutriments
Communauté épiphyte des feuilles de posidonies
* 5 à 30% de la biomasse épigée
* Production très importante
* Composition multispécifique
* Incorporation de nutriments à partir
de la colonne d ’eau
* Autres sources?
* Dynamique liée à celle des feuilles
4. Objectifs
Objectif général:
Estimer l ’impact de la compétition pour l ’azote
inorganique sur la dynamique de l ’écosystème de la
Baie de la Revellata.
Objectif spécifique:
Mesurer l ’incorporation de nitrate et d ’ammonium par
les producteurs primaires benthiques et planctoniques
Epiphytes
MOP
NO3
NH4
Posidonies
Halopteris
5. Expérimentation
* But: mesurer in situ l’incorporation
d ’azote inorganique
* Principe: - Injecter du NH4 ou du NO3 marqué à l ’azote 15
(15N) dans des enceintes placées à 10 m
de profondeur
- Mesure de la quantité de 15N incorporée par les
différents producteurs
- Calcul:* vitesses spécifiques d ’incorporation
(µgN.gN-1.h-1)
* flux d ’incorporation (µgN.m-2.h-1)
Dispositif expérimental
Dessin: R.Biondo
6. Résultats
* Stocks d ’azote
* Vitesses spécifiques d ’incorporation (V)
* Flux d ’incorporation
Stocks d ’azote (mgN.m-2)
Epiphytes
MOP
800
MOP
220
NO3
40
NO3
NH4
NH
4
30
Posidonies
Halopteris
6200
1700
Vitesses spécifiques d ’incorporation (V)
Moyennes des expériences réalisées entre février 97 et
juin 99 (n= nombre d’expérience).
Types
VNH4
n
µgN . gN-1. h-1
Matière particulaire
Halopteris scoparia
Feuilles
Epiphytes
10184
270
47
104
VNO3
n
µgN . gN-1. h-1
54
36
26
28
3776
260
43
74
92
66
58
64
Vitesses
spécifiques
d'(µgN.gN
incorporation
-1.h-1)
1
5
0
0
1
5
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
5
0
0
5
0
0
0
0
0
0
4
4
8
8
1
2
1
2
1
6
1
6
2
0
2
0
C
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n
c
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m
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n
iu
m
(
µ
M
)
Vitesses spécifiques
d'incorporation
(µgN.gN-1.h-1)
2
0
0
1
5
0
V
-p
o
s
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o
n
ie
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N
H
4
1
0
0
V
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o
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s
N
H
4
5
0
0
0
0
.2
5
0
.5
0
.7
5
1
C
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n
tra
tio
n
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na
m
m
o
n
iu
m
(µ
M
)
2
4
2
4
Vitesses
spécifiques
d'(µgN.gN
incorporation
-1.h-1)
6
0
0
6
0
0
4
0
0
4
0
0
2
0
0
2
0
0
0
0
0
0
3
3
6
6
9
9
1
2
1
2
1
5
1
5
1
8
1
8
Vitesses spécifiques
d'incorporation
(µgN.gN-1.h-1)
C
o
n
c
e
n
t
r
a
t
io
n
s
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n
n
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M
)
3
0
0
V
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o
s
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o
n
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s
N
O
3
2
5
0
2
0
0
V
-p
o
s
id
o
n
ie
s
N
O
3
1
5
0
1
0
0
5
0
0
0
0
.5
1
1
.5
2
C
o
n
c
e
n
tra
tio
n
se
nn
itra
te(µ
M
)
Vitesses spécifiques d’incorporation
* V matière particulaire >>> V producteurs benthiques
* V Halopteris > V communauté épiphyte  V posidonies
* Relation entre V et la concentration en NO3 ou NH4
* Relation avec paramètres environnementaux confuse
Méthode expérimentale
adaptée pour les mesures in situ
peu adaptée pour déterminer l ’influence des
paramètres environnementaux
 approche multidisciplinaire
6. Résultats
* Stocks d ’azote
* Vitesses spécifiques d ’incorporation (V)
* Flux d ’incorporation
Flux d ’incorporation = V X Biomasse
exprimés en mgN.m-2.h-1
Flux d ’incorporation
Flux d'incorporation (mgN.m-2.h-1)
8
E
p
ip
h
y
te
s
P
o
s
id
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n
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s(fe
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ille
s
)
6
H
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M
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P
4
2
0
1
0
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7
0
2
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0
6
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1
0
.9
8
D
a
te
s
0
2
.9
9
0
6
.9
9
Février 98
Février 99
Epiphytes
MOP
Epiphytes
MOP
310
130
310
340
NO3
NO3
20
220
NH4
NH4
30
40
Feuilles
Halopteris
Feuilles
Halopteris
8200
2020
6000
3500
Stock: mgN.m-2
Flux d’incorporation: mgN.m-2.h-1
Stocks d ’azote inorganique
* Stocks limités
* Stocks très dynamiques
 Processus de régénération de l ’ammonium
Epuisement des stocks de nitrate au printemps
* Ammonium source préférentielle (sauf en février 1999)
* Apports printaniers de nitrate importants pour tous les
producteurs (en particulier pour le phytoplancton)
Temps de renouvellement de l’azote
Producteurs
Matière particulaire
Halopteris scoparia
Epiphytes
Posidonies
Temps de renouvellement
de l’azote (jours)
6
73
310
780
* Cohérents pour les Halopteris et la matière particulaire
* Surestimés pour les posidonies et la communauté
épiphyte
 existence d ’autres sources d ’azote pour les Posidonies
et la communauté épiphyte
Budget annuel de l’azote chez Posidonia oceanica
Quantité d’azote
requise annuellement
(=100 %)
Budget 1
Budget 2
5.5
9.7
gN.m .an
Bouquegneau et
al. (1994)
gN.m-2.an-1
Pergent-Martini et
al. (1994)
40%
40%
feuilles
2.5 gN.m-2.an-1
 45%
2.5 gN.m-2.an-1
 25%
racines
15%
35%
Recyclage interne
-2
-1
Incorporation d’azote
inorganique :
 Budget annuel de l ’azote complexe
7. Conclusions
* Mesure in situ de l ’incorporation d ’azote inorganique
* V matière particulaire >>>> V producteurs benthiques
* Différences des flux d ’incorporation amorties
* Contributions des organismes benthiques significatives
* Producteurs benthiques: budget azote complexe
MERCI pour
votre
attention