Production primaire Flashcards
Rôles écologiques du phytoplancton
•Assimile les éléments inorganiques en matière
organique (base des réseaux alimentaires)
•Acteurs importants des cycles biogéochimiques globaux (C, N, P, Si, S).
•Affectent le climat global (CO2, DMS).
•Peuvent avoir des effets délétères (algues nuisibles ou toxiques)
La taille du phytoplancton
< 2 µm picoplancton 2-20 nanoplancton 20-200 microplancton 200-2000 macroplancton > 2000 megaplancton
Paradoxe du plancton marin
Comment un si grand nombre d’espèces en
compétition pour les mêmes ressources
font pour cohabiter?
Différentes niches écologiques
- temps (succession saisonnière)
- lumière (position verticale)
- nutriments (position verticale)
Seuls quelques groupes forment des blooms
- Diatomées
- Primnésiophycées
- Dinoflagellés
- Cyanobactéries
La production primaire
La production primaire s’exprime le plus souvent en poids de carbone fixé par unité de volume et de temps:
ex: mg C m^-3 j^-1 = µg C l^1 j^-1
Partie utilisable du spectre électromagnétique
Radiations disponibles pour la photosynthèse (PAR): 400 à 700 nm
- La lumière visible est très énergétique, elle contient presque 50% de l’énergie lumineuse totale.
- Même si une part significative de la lumière visible est absorbée dans l’atmosphère, elle apporte beaucoup d’énergie à la surface de l’eau.
Spectre d’absorption de la chlorophylle a
• Le pic principal d’absorption de la chlorophylle a est 440 nm (bleu)
> Le phytoplancton est adpaté pour utiliser les longueurs d’ondes qui pénètrent le plus profondément dans l’eau.
• Pour faire cette mesure on récolte le phytoplancton sur un filtre et on utilise un spectrophotomètre à balayage.
Pigments accessoires
D’autres pigments, dits ‘accessoires’ peuvent contribuer à la photosynthèse mais ont surtout un rôle anti-oxydant ou protecteur contre la lumière excessive (UV ou visible)
Ex: Phycocyanine, Caroténoïdes
Atténuation exponentielle de la lumière
E = Éclairement (PAR) k = coefficient d’atténuation
- La valeur de k dépend des propriétés optiques de l’eau ainsi que des substances et particules qu’elle contient.
- Par convention, la profondeur de la couche « euphotique » est celle où il reste 1% de la lumière incidente à la surface
Forme simplifiée de la loi de Beer-Lambert
Ln(Ez/Eo) = k·z
Ez/Eo = 0.01 à la base de la zone euphotique
Ln (0.01) = -4.6 = k·z
Profondeur de la couche euphotique = -4.6 / k
Disque de Secchi
A la profondeur ou le disque disparaît (D) la quantité de lumière réfléchie par le disque est égale à la quantité de lumière réfléchie par l’eau.
Facteurs qui contribuent à l’atténuation de la lumière dans la colonne d’eau:
• L’eau elle même
• La matière dissoute
• La matière particulaire inerte
• La matière particulaire vivante (phytoplancton et
bactéries)
Deux grands types d’eau
• Type 1 (large)
K influencé par: Phytoplancton
K < 0.20
Couche euphotique jusqu’à 200 m
• Type 2 (milieu côtier)
K influencé par: Apports de sédiment et de matière organique, phyto
K > 0.20
Couche euphotique: 2 - 50 m
Effet d’ombrage
Lorsque les floraisons (ou blooms) de phytoplancton se développent, les algues obscurcissent l’eau et réduisent la pénétration de la lumière
Méthodes pour estimer la production primaire
Incubations (in vitro)
- Ajout de carbone radioactif - 14C (minutes/heures)
- Mesure de l’accumulation d’O2 ou baisse de CO2 (heures/jours)
- Assimilation de nutriments dissous (heures/jours)
Milieu (in situ)
- Changements d’O2 ou de CO2 dans l’eau (semaine/mois)
- Changement dans l’inventaire de nutriments dissous (semaine/mois)
- Télédétection aéroportée ou orbitale (jour-année)
Avantage
- Régime lumineux naturel (in situ = idéal)
Limites
- Logistique plus lourde pour in situ (déploiement,
surveillance)
- Effet de bouteille (parois, apports nutritifs)
- Résultat valable pour une journée (extrapolation limitée)
Production primaire brute vs. nette
Production primaire nette (PPN) = Production brute - respiration
