Academic literature on the topic 'Productivité primaire (Biologie)'

Ce travail concerne l'estimation du role du compartiment microphytobenthique dans le maintien des conditions aerobies a la surface des sediments de deux zones conchylicoles situees sur les cotes mediterraneennes francaises. La production d'o2 due au microphytobenthos a ete etudiee en realisant des incubations dans des enceintes benthiques. La biomasse microphytobenthique a ete estimee par mesures de la concentration en chla (spectrophotometrie), b, c et le carotenoide fucoxanthine (hplc). Il existe une accumulation des pigments vegetaux sous les tables a moules (fos) ; mais ces pigments n'appartiennent pas exclusivement au microphytobenthos: les feces de moules qui sedimentent, renferment une importante quantite de chla qui n'a pas ete degradee lors du transit dans le tube digestif. Les sediments sous les tables constituent donc un puits de carbone organique, avec des taux eleves de respiration ; la production du microphytobenthos ne parvient pas a assurer des flux d'o2 positifs. Seul 2% du carbone biodeposes seront degrades en aerobiose. Un elargissement a d'autres sediments du golfe de fos a permis d'etablir que 60% des fonds du golfe sont oxygenes a l'interface eau-sediment grace a la production microphytobenthique. Les sediments sous les tables de l'etang de thau, montrent egalement une concentration elevee en chla. Le microphytobenthos sous les tables a huitres contribue en hiver et en ete a une production d'o2 egale au tiers de celle assuree par le phytoplancton. Jusqu'a 30% du carbone provenant de la biodeposition des huitres peut etre degrade en aerobiose

Une nouvelle methode d'estimation de la production primaire des oceans a partir d'observations satellitaires de couleur de l'ocean est proposee. Cette methode s'applique plus particulierement aux eaux oligotrophes et mesotrophes de l'ocean. L'algorithme propose determine directement la fraction du rayonnement absorbe par les pigments chlorophylliens a partir des reflectances retrodiffusees par la mer et du rayonnement incident a la surface des oceans. Les reflectances peuvent etre derivees des observations spatiales de couleur de l'ocean et le rayonnement peut etre estime a partir des mesures fournies par des satellites geostationnaires. Notre algorithme theorique est compare aux algorithmes classiques d'estimation de la production primaire qui estiment la fraction d'energie absorbee par le phytoplancton indirectement a partir des reflectances retrodiffusees par la mer. En effet, dans une premiere etape la production est reliee a la concentration en pigments chlorophylliens puis dans une deuxieme etape la concentration est obtenue a partir des reflectances retrodiffusees par la mer. La sensibilite des divers algorithmes aux erreurs radiometriques et a la turbidite marine est analysee. Cette demarche theorique a ete verifiee statistiquement a partir d'un jeu de mesures in situ comportant a la fois des mesures d'optique et de biologie marines. L'analyse des observations a permis d'etablir une relation directe entre la production primaire marine et les reflectances retrodiffusees par la mer aux courtes longueurs d'onde associees au rayonnement solaire incident utile pour la photosynthese. La precision relative obtenue sur l'estimation de la production est de 40%. Les resultats de cette analyse confirment aussi le potentiel des mesures de couleur de l'ocean pour une estimation a l'echelle globale de la production primaire marine et des flux de carbone qui lui sont associes

Les bancs de maerl sont composés d'algues rouges corallinacées non fixées vivantes, géographiquement isolés dans l'étage infralittoral des eaux côtières, hébergeant une biodiversité exceptionnelle. La présente étude visait à mieux comprendre les mécanismes déterminant la biodiversité des fonds de maerl, ainsi que le rôle de la biodiversité spécifique et fonctionnelle dans la dynamique temporelle de leurs peuplements. Ainsi, ce travail a permis de 1) réaliser une description complète de ce qu'est un banc de maerl (en terme d'hétérogénéité et de complexité structurale), d'identifier les caractéristiques des peuplements macrobenthiques qui y sont associés, mais aussi d'en décrire la variabilité spatiale à l'échelle d'un écosystème (la rade de Brest), d'une région ( la Bretagne), d'une façade maritime l'Europe. 2) de décrire l'influence de l'hétérogénéité et de la complexité du maerl sur la biodiversité des peuplements benthiques. 3) décrire l'évolution saisonnière et à moyen terme de la biocénose du maerl en rade de Brest, et d'identifier les effets des perturbations anthropiques et climatiques qu'il a à subir. 4) Caractériser l'évolution à long terme (9 ans) d'un banc de maerl de la rade de Brest, et mettre en relation les changements observés avec les variables environnementales qui sont disponibles sur l'écosystème étudié. En outre, les données acquises au cours de cette étude ont permis de préciser le rôle crucial joué par des bancs de maerl dans le focntionnement d'un écosystème côtier tel que la rade de Brest. 5) Enfin les principales menaces d'origine anthropique pesant sur la santé des bancs de maerl sont identifiées et leurs conséquences pour le maerl et la biodiversité des peuplement qui y sont associés sont décrites
Maerl beds are highly biodiverse carbonate deposits characterised by accumulations of unattached calcareous red algae. This study aimed at better understanding the structural (physical) mechanisms determining maerl biodiversity, as well as the role played by species richness and functional diversity in the temporal dynamic of their communities. Thus this work allowed to 1) give a definition of what a maerl bed is (in terms of sedimentary heterogeneity and complexity), to identify macrofaunal communities associated to maerl beds variability, and also to identify communities variability at the scale of an ecosystem (bay of Brest), an eco-region (Brittany), or a continent (N. E. Atlantic-Europe) 2) To define the influence of maerl sedimentary heterogenity and complexity on biodiversity 3) Describe seasonal and inter-annual variations of the maerl community in the bay of Brest, in relation with anthropogenic and climatic perturbations. 4) study the long term evolution of a maerl bed in the bay of Brest in relation with long term variations of the pelagic primary production evolution as well as with the climate evolution over the period. The essential role played by the maerl beds fauna in the functionning of the whole ecosystem is then described. 5 )The mean treats of anthropogenic origin to maerl beds are described as well as their impacts to maerl beds and their associated fauna biodiversity

De janvier a decembre 1987, le cycle annuel de production foliaire de zostera marina a ete analyse dans la baie de san quintin, cote pacifique du mexique, le long de deux transects de la zone intertidale. Au cours de cette recherche, la methode de marquage a ete modifiee, par l'emploi de la ligule et du premier nud comme points de reference. Cette methode offre la possibilite d'utiliser la croissance anterieure, comme un indice morphologique de la croissance du faisceau. L'existence de trois types de faisceau a ete reconnue: les nouveaux faisceaux lateraux, les faisceaux lateraux marques et les faisceaux apicaux marques. Une integration physiologique entre les trois types de faisceaux a ete mise en evidence. Le nombre moyen de feuilles par faisceau et le nombre moyen de nouvelles feuilles par faisceau sont des variables correlees, tandis que la chute des feuilles est un processus independant. Le cycle annuel se caracterise par des valeurs elevees en automne-hiver et des valeurs faibles au printemps; les variables qui suivent ce modele sont: le nombre moyen de feuilles par faisceau, le nombre moyen de nouvelles feuilles par faisceau, la longueur et la largeur des feuilles, ainsi que leur croissance. En revanche, le lai (leaf area index), la densite et la production des faisceaux par m#2 montrent des valeurs maximales en ete. La croissance du faisceau est concentree dans les feuilles intermediaires. Une valeur maximale de 44. 4 mm. D##1 a ete mesuree

Les facteurs de l'environnement ont une importance considérable sur la production de carbone par les laminaires dans la zone côtière de la Manche orientale. Après une étude de terrain en plongée, qui a permis de préciser la localisation des principaux sites d'implantation de Laminaria saccharina et Laminaria digitata et d'estimer leur surface de recouvrement, une analyse quantitative a montré une évolution saisonnière des biomasses, des densités, des teneurs en carbone et azote dans les sporophytes mais également du rythme de croissance des algues, essentiellement liée à l'énergie lumineuse reçue, mais aussi à la température et à la disponibilité de l'eau de mer en sels nutritifs. En particulier, une analyse physiologique a permis d'apprécier l'influence du rythme tidal qui gouverne la quantité (mais aussi la qualité) de radiations lumineuses parvenant aux laminaires. D'abord simulées au laboratoire en conditions contrôlées, ces expériences reproduites in situ en plongée et qui font appel à des mesures de la fluorescence de la chlorophylle en lumière modulée ont montré que les laminaires, pour faire face au phénomène de photoinhibition à marée basse, développaient des mécanismes photoprotecteurs en relation avec l'efficacité du cycle des xanthophylles. A marée haute, elles reçoivent au contraire très peu de radiations lumineuses compte tenu de la turbidité des eaux, et voient alors leur activité photosynthétique chuter. Les laminaires, fixées sur le substrat rocheux, sont en mesure de s'adapter rapidement à cet environnement variable. Couplées à des mesures quantitatives de l'activité photosynthétique (dégagement d'oxygène), les mesures de fluorescence permettront d'aboutir à des bilans de production sur des algues in situ.

L’océan Arctique subit actuellement des modifications majeures et abruptes dans ces compartiments atmosphériques et océaniques reliées au changement climatique. Les premières conséquences écologiques à la perte de la glace de mer sont indéniables, telles qu’une augmentation globale de la production primaire (PP) annuelle à travers l’Arctique. Cependant, dans certaines régions, des études suggèrent plutôt une perte de productivité en réponse à une intensification locale de la stratification verticale. La réponse des communautés arctiques phytoplanctoniques au changement climatique reste toujours une question d’actualité complexe et incertaine, ayant de potentiels impacts sur l’ensemble des niveaux trophiques des écosystèmes marins. L’objectif premier de cette thèse se concentre sur cette problématique, avec une emphase particulière sur la biogéographie, la phénologie (c.-à-d., l’étude des cycles biologiques récurrents annuels) et la productivité des communautés phytoplanctoniques arctiques. Plus spécifiquement, cette étude s’appuie sur deux approches de recherche complémentaires : (1) la compilation et l’analyse de bases de données historiques traitant de la répartition verticale et spatiale, de la productivité et de l’écologie du phytoplancton arctique, et de (2) l’utilisation de la télédétection pour décrire la biogéographie, la phénologie et les changements en cours au niveau des communautés phytoplanctoniques arctiques. Basée sur une compilation inédite de profils verticaux de chlorophylle a (chl a; c.-à-d., 5206 stations), nous avons documenté la variabilité spatio-temporelle de la répartition verticale du phytoplancton et des différents régimes de productivité (de régions oligotrophes à eutrophes) pour l’ensemble de l’océan Arctique. Un modèle empirique a également pu être développé prédisant la répartition verticale de la chl a basée sur les valeurs de chl a de surface en fonction des saisons et des provinces biogéographiques de l’océan Arctique. Ce modèle nous a permis d’améliorer les estimations satellitales de la PP, mais aussi de mieux comprendre l’écologie et la phénologie des communautés phytoplanctoniques. Un intérêt particulier s’est porté sur les mécanismes de formation et de maintien des maxima de chlorophylle de subsurface (MCS) et de leur contribution à la PP annuelle. Par leur position verticale dictée par les profondeurs combinées de la nitracline et des masses d’eaux atlantiques (dans l’Arctique de l’Est) et pacifiques (dans l’Arctique de l’Ouest), ces MCSs contribuent significativement à la PP principalement dans les régions oligotrophes et lors des périodes de post-floraison. Dans un second temps, l’utilisation de la télédétection nous a révélé une conséquence inattendue du recul de la glace de mer en Arctique au niveau de la phénologie du phytoplancton arctique. Les régions qui avaient une seule floraison annuelle il y a seulement une dizaine d’années, développent maintenant une deuxième floraison à l’automne. Cette nouvelle floraison, qui coïncide avec le retard de la prise des glaces et à l’exposition accrue de la surface de l’océan aux vents automnaux, implique que l’océan Arctique pourrait passer d’un mode polaire à un mode boréal. Des scénarios biogéographiques du devenir de la PP annuelle, étroitement liés à la phénologie, peuvent ainsi être définis en réponse au retrait du couvert de glace de mer. Ces prédictions nous aideront à mieux appréhender de possibles changements au niveau des communautés phytoplanctoniques, pouvant engendrer par la suite des répercussions sur le cycle du carbone et les écosystèmes marins arctiques.
The Arctic Ocean is currently experiencing major and abrupt changes in its atmospheric and oceanic compartments due to climate change. The first emerging ecological consequences to the loss of sea ice are undeniable, such as increasing annual primary production (PP) globally in the Arctic Ocean. However, in some areas, studies suggest a decrease in productivity in response to a local intensification of the vertical stratification of the upper water column. The response of phytoplankton communities to climate change remains complex and difficult to predict, with potential dramatic impacts extending through all trophic levels of marine ecosystems. The primary objective of this thesis explores this fundamental question, with a particular emphasis on biogeography, phenology (i.e., the study of annual recurring biological cycles) and productivity of Arctic phytoplankton communities. More specifically, this study is based on two complementary research approaches: (1) the compilation and analysis of historical databases covering the vertical and spatial distribution, productivity and ecology of Arctic phytoplankton, and (2) the use of remote sensing data describing the biogeography, phenology and ongoing changes in Arctic phytoplankton communities. Based on a unique compilation of vertical profiles of chlorophyll a (chl a; i.e., 5206 stations), we documented the spatio-temporal variability of the vertical distribution of phytoplankton and the range of productivity regimes (from oligotrophic to eutrophic regions) across the Arctic Ocean. An empirical model has also been developed to predict the vertical distribution of chl a based on surface chl a values depending on season and the province of the Arctic Ocean. The benefits of this model allow us to improve satellite-derived PP estimates and improve our understanding of the ecology and phenology of phytoplankton communities. Particular attention has been focused on the mechanisms of formation and maintenance of subsurface chlorophyll maximum (SCM) and their contribution to annual PP. On account of their vertical position, dictated by the depths of both the nitracline and Atlantic (in the Eastern Arctic) and Pacific (in the Western Arctic) waters, these SCMs appear important to PP, particularly in oligotrophic regions and during post-bloom periods. In a second step, the use of remote sensing could reveal an unexpected consequence of Arctic ice loss on Arctic phytoplankton. Regions that experienced a single annual bloom only a decade ago now develop a second bloom in the fall. This new bloom, which coincides with delayed freeze-up and increasing exposure of the sea surface to winds in the fall, implies that the Arctic Ocean may be shifting from a polar to a temperate mode. Biogeographic scenarios for the future of the annual PP, which is closely related to phenology, can thus be defined in response to the current receding sea-ice cover. These predictions will allow us to better anticipate the possible changes in phytoplankton productivity and community structure and the potential cascading repercussions on the carbon cycle and marine Arctic ecosystems.

Étude des suspensions marines, constituées de particules soit terrestres soit biologiques. Étude en 3 sites de la charge alimentaire. Expression des résultats sous forme de maillon trophique : phytoplanctonique et bactérien.

Dans la zone interfrontale de l'Océan Austral, de grandes structures agencent la distribution spatio-temporelle des blooms phytoplanctoniques. Ces structures, à grande (fronts) et moyenne (tourbillons) échelles, amènent à une agrégation des ressources des échelons trophiques supérieurs dans les zones favorables. L'approvisionnement des prédateurs parmi ces champs repose sur une maximisation du gain énergétique net. Ainsi la concentration de la recherche d'un prédateur dans une zone donnée est un comportement adaptatif souvent observé s'expliquant par la fréquente agrégation locale des ressources. A partir de données de déplacements d'éléphants de mer, un prédateur supérieur de l'Océan Austral, nous cherchons à identifier l'intensification du comportement de recherche, dans les dimensions horizontale et verticale, et à déterminer l'importance des structures mesoéchelles dans ces zones. Différents procédés statistiques ont été employés pour estimer l'effort et le succès de recherche le long des trajets et des plongées des animaux. Les résultats d'analyses des trajets ont ensuite été confrontés à des données environnementales in situ et satellitaires. De fortes corrélations entre les zones de recherche intensive des animaux, le comportement de plongée adopté par les animaux dans ces zones et certaines structures tourbillonnaires ont ainsi été mises en évidence. La répartition spatio-temporelle de l'effort de recherche des éléphants de mer a ainsi permis une meilleure compréhension de la dynamique de ces prédateurs soumis aux fortes contraintes de leur environnement

This chapter correlates the notion of productivity with food webs and global climate change. It explains that water column primary production is the basis of the food web in most of our important fisheries. Productivity primarily expresses the rate of production of biological materials, and biomass refers to the amount of biological material present at any one time. The chapter looks into the impact of global climate change on current and future oceanic productivity and elemental cycling. It cites how global warming has a negative feedback effect on planetary temperature and caused greenhouse gases, increased water column stratification, and reduced nutrient supply and primary production.

Abstract A large proportion of the net primary productivity in grassland ecosystems is allocated belowground, and much of the C fixed by plants is processed by heterotrophic soil organisms (Elliott et al. 1988). This pattern of C allocation and processing by the soil biota leads to the accumulation of the large stores of soil organic matter and nutrients characteristic of the grasslands of the central United States. Soils of tallgrass prairie, in particular, are characterized by high belowground productivity and biomass, large accumulations of organic matter and nutrients, and a large and diverse assemblage of soil biota (Chapters 1, 4, this volume). Although soil processes involved in the cycling of nutrients are discussed in Chapter 13 (this volume), this chapter focuses on belowground productivity, soil biota, and the processing and storage of soil C, with emphasis on some key factors influencing belowground populations and processes. A conceptual model oftallgrass prairie ecosystem function (Fig. 14.1) illustrates the interconnectedness of above- and belowground processes in these ecosystems, as well as the importance of the soil biota in affecting the flow of energy (C) and nutrients through soil.

Roughly half of the planet’s primary production—the synthesis of organic matter by chlorophyll-bearing organisms using light energy from the sun—is produced within the Global Ocean. The primary producers in the oceans are phytoplanktonic microbes suspended in the sunlit surface layer. These energy-fixing microorganisms form the basis of the marine food web, the network of pathways through which food energy is transferred to all the other organisms in the marine system including other microbes, zooplankton, fish, marine mammals, and, ultimately, humans. ‘Marine biological processes’ outlines the four main groups of marine microbes—bacteria, archaea, protists, and viruses—and discusses the factors affecting marine primary productivity.

This chapter introduces different functional groups and their role in agroecosystems and in provision of ecosystem services. Examples include detritivores and other nutrient cyclers, primary producers, pollinators, herbivores, and pest regulators. The importance of plant–fungal interactions (endophytes and mycorrhiza), primary productivity, maintenance of soil fertility through nutrient cycles, biological pest control, and crop pollination are discussed and related to different management systems. The influence of agricultural practices (e.g. pesticide/fertilizer application, introduction of new/genetically modified species) on biotic interactions and ecosystem functioning of agricultural practices are also illustrated, alongside a consideration of the biological issues associated with the replacement of ecological processes with chemicals, machinery, and so on in some modern agricultural systems.

Abstract Heterotrophic flagellates are an integral and important component of the plankton communities of aquatic ecosystems. Abundances of heterotrophic flagellates in most natural plankton assemblages range from 10 to 10 cells per ml. Recent advances in the methods of counting flagellates and of examining their trophic activities have established that they are significant consumers of bacterial, cyanobacterial, and micro-algal biomass in these environments. Their grazing activities arc the primary factor controlling bacterial densities. Flagellate herbivory can significantly affect the abundances of photosynthetic prokaryotes and eukaryotes. Collectively, the trophic behaviour of these protozoa dictates the fate of a substantial portion of primary and secondary productivity in plank tonic ecosystems.

This research was conducted to investigate the need for a breeding strategy for Toona sinensis Roem. The initial section examined the assessment of the foundational population derived from community forests during the years 2006–2008. This included an evaluation of genetic diversity, mating system analysis, and the estimation of parameter values for genetic growth. Therefore, the primary aim of T. sinensis breeding program was to enhance productivity. To achieve this goal, fundamental requirements were identified for devising a breeding approach for T. sinensis. The second section discussed the assessment of six key areas, namely (1) breeding goals, (2) access to fundamental and breeding populations, (3) selection and enhancement, (4) genetic testing, (5) family relationship management, and (6) reproduction. The results showed that a considerable influence was exerted on the efficacy of the selection. Furthermore, the importance of formulating clear and focused objectives was analyzed with an emphasis on one or two specific aims. It was crucial to acquire a comprehensive understanding of reproductive biology, gene activity, and the interplay between genotype and environmental factors. Suggestions for T. sinensis included formulation of a breeding strategy, establishment of a dedicated breeding population, creation of seed orchards, distribution of high-quality seeds, and enhancement of productivity within community forests.

Abstract Elephant seals are at sea and dive continously for 8-10 months each year. They range widely in the North Pacific; their dispersion and migratory patterns correspond with three major North Pacific oceanographic features where enhanced biological productivity supports deep-water assemblages of elephant seals’ primary cephalopod prey. Throughout the year adult males are dispersed farther north than females. Both sexes forage primarily on squid that reduce their specific gravity to maintain neutral buoyancy either by storing fat in their bodies or by actively replacing heavy metal ions in their body fluids with lighter ammonium ions. Squid with these adaptations are slower swimmers, and therefore probably more susceptible to predation by elephant seals, but are of poorer nutritional quality than are negatively buoyant squid species. Adult elephant seal males may gain access to higher-quality prey than females by travelling farther north to capitalize on larger fat-rich gonatid squid, the dominant cephalopod fauna in the Subarctic water mass. It is not clear why females do not forage in those northern areas. But reduced intraspecific competition for food resources because of such sexual segregation of foraging adults has important implications for demographic studies of the rapidly growing northern elephant seal population.