Academic literature on the topic 'Productivité primaire (biologie) – Sargasses, Mer des'

L'importance du picoplancton autotrophe dans la biomasse et la production primaire a été étudiée dans deux régions océaniques oligotrophes : l'Atlantique tropical oriental (PIRAL), plus particulièrement la Convergence Nord Équatoriale et le Dôme de Guinée (centre et périphérie), et la mer des Sargasses (CHLOMAX). Toutes ces zones présentent des structures hydrologiques à deux couches, avec une couche homogène supérieure dépourvue de nitrates. Cette stratification entraîne des distributions verticales particulières des paramètres biologiques étudiés : organismes picoplanctoniques (cyanobactéries, eucaryotes autotrophes -eucAP-), chlorophylle et production primaire 14 c (<1 m et total). Un maximum profond de chlorophylle (MPC) existe pour toutes ces régions, situé respectivement pour PIRAL et CHLOMAX, à 40-50 m (0,7-0,8 mgchla. M-3) et à 100 m (0,4 mgchla. M-3). Au cours de PIRAL, ce MPC est constitué principalement par les cellules nanoplanctoniques et non picoplanctoniques. Néanmoins, le picoplancton autotrophe représente 40u de la biomasse phytoplanctonique sur toute la colonne d'eau et il joue un rôle important dans le haut de la couche euphotique, dans la zone pauvre en nitrates. Par contre, les cyanobactéries, étudiées au cours des deux campagnes, ne correspondent qu'a 12-24% de la chlorophylle totale et ceci met en évidence leur contribution peu importante dans la biomasse autotrophe et par conséquent, le rôle non négligeable des eucAP. De plus, le picoplancton autotrophe au cours de PIRAL contribue à environ 40% de la production primaire totale sur la colonne d'eau et de façon importante dans le haut de la couche euphotique. Les index de productivités ne présentent pas de différences significatives entre le pico- et le phytoplancton total. Le picoplancton autotrophe joue donc un rôle significatif dans les écosystèmes océaniques oligotrophes, tropicaux et subtropicaux.

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

Ce travail presente un modele du cycle du phytoplancton en manche, a travers l'etude des cycles de l'azote, du phosphore et du silicium. Ces elements ont ete choisis car ils limitent potentiellement la production primaire dans cette zone. Le modele final est issu d'un couplage entre un modele physique et un modele biologique, qui represente ces elements sous les formes inorganique dissoute, phytoplanctonique, detritique et organique benthique. Le modele physique horizontal initial est issu d'un schema en boites, auquel a ete couple un modele vertical bicouche thermo-halin. Une simulation a l'aide d'un modele tri-dimensionnel a maillage fin est egalement presentee en fin de these. Les resultats mettent en evidence l'importance de la stratification dans la date d'apparition du bloom planctonique et des concentrations en sels nutritifs dans l'intensite du pic. Neanmoins, la simulation de la periode 1978-1992 montre que les fluctuations interannuelles des conditions meteorologiques prevalent sur celles des apports terrigenes en sels nutritifs quant au controle de la production primaire en manche. Par ailleurs, les plus fortes productions primaires sont observees dans les zones brassees et peu turbides du centre de la manche orientale

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

L’objectif majeur de cette thèse réside dans l’étude de la structure des communautés phytoplanctoniques et de leurs propriétés photophysiologiques dans l’océan mondial, en vue d’applications satellitales. Dans un premier temps, nous avons étudié les relations entre le contenu en chlorophylle a de surface, [Chla]surf, tel qu’il peut être estimé via la couleur de l’océan et (i) la biomasse phytoplanctonique, (ii) sa distribution verticale et (iii) sa composition taxinomique, en terme de groupes phytoplanctoniques (micro-, nano- et picophytoplancton). Pour ce faire, nous avons analysé plus de 21 000 données pigmentaires, collectées dans des régions très variées de l’océan mondial. Confirmant les tendances générales connues (e. G. Le microphytoplancton se trouve préférentiellement dans les zones eutrophes, tandis que les petites cellules sont majoritaires dans les régions oligotrophes), cette analyse a conduit à l’élaboration d’une relation empirique globale, permettant de quantifier la biomasse, ainsi que la distribution verticale, de chacun des trois groupes phytoplanctoniques, à partir de la [Chla]surf. Dans un second temps, nous avons étudié la variabilité des propriétés photophysiologiques du phytoplancton en fonction (i) du statut trophique et (ii) de la composition des communautés phytoplanctoniques. Cette étude, basée sur l’analyse de 994 mesures de paramètres de courbes P vs E, a mis en évidence une alternative possible aux paramétrisations actuelles des propriétés photophysiologiques, généralement basées sur un (ou plusieurs) facteur environnemental. Nous avons également extrait des propriétés photophysiologiques spécifiques de chacun des groupes phytoplanctoniques, a priori représentatives de l’océan mondial. Finalement, les outils développés dans ce travail ont été utilisés en conjonction avec un modèle bio-optique de production primaire, couplé à des données de couleur de l’océan, nous permettant ainsi de proposer de premières estimations de la production primaire spécifique des trois groupes de phytoplancton
The main objective of this thesis focuses on the structure of phytoplankton communities and their photophysiological properties in the world ocean, in view of satellite applications. In the first part, we studied the relationships between near-surface chlorophyll content, [Chla]surf, as it can be assessed from ocean color and (i) the phytoplankton biomass, (ii) its vertical distribution and (iii) its taxonomic composition in terms of phytoplankton groups (micro-, nano- and picophytoplankton). In this objective, we analyzed more than 21 000 pigment measurements, collected in various regions of the world ocean. Corroborating well known general trends (e. G. Microphytoplankton are mostly found in eutrophic zones, while small cells predominate in oligotrophic regions), this study lead to a global empirical relationship, allowing the quantification of the biomass, as well as the vertical distribution, of each of the three phytoplankton groups, from the [Chla]surf. In the second part, we studied the variability of the phytoplankton photophysiological properties as a function of (i) the trophic status and (ii) the composition of phytoplankton communities. Based on the analysis of 994 measurements of P vs E curves parameters, this study points to a possible alternative to present parameterizations of photophysiological properties, which usually rely on one (or more) environmental factor. This also allowed us to extract photophysiological properties specific to each of the phytoplankton groups, a priori representative of the world ocean. Finally, the tools developed here were used in conjunction with a bio-optical primary production model, coupled with ocean color data, in order to estimate, for the first time, the primary production specific to the three phytoplankton groups

La concentration en chlorophylle a, habituellement utilisée dans les modèles écosystèmiques marins pour l’estimation de la production primaire (PP), ne donne qu’une image figée du compartiment phytoplanctonique. Or, tous les niveaux trophiques pris en compte au sein des modèles reposent sur la PP. Ainsi, une bonne modélisation des réseaux trophiques en Manche nécessite une estimation fiable de la PP sur l’ensemble de l’écosystème. Afin de suivre la dynamique de la PP à haute échelle spatio-temporelle, des campagnes en mer ont été effectuées à bord de ferries (Brittany Ferries), en Manche centrale sur la ligne Ouistreham (Fr)/Porstmouth (GB), et en Manche occidentale sur la ligne Roscoff (Fr)/Plymouth (GB). Afin de mesurer à haute fréquence les paramètres photosynthétiques, des mesures de PAM ont été réalisées. Ces mesures ont été couplées à celles des paramètres physico-chimiques, afin de définir les paramètres contrôlant la PP en Manche. D’autre part, les espèces pico, nano et microphytoplanctoniques ont été identifiées dans le but d’étudier le lien entre variabilité de la communauté, diversité et niveau de production et de productivité. Sur le transect Ouistreham/Portsmouth, ces mesures ont été couplées à des mesures d’incorporation de carbone (13C) à basse fréquence. La combinaison des données PAM aux données 13C a permis de créer un modèle multi-paramétrique, transformant les données PAM en données d’incorporation de carbone, en fonction de paramètres physico-chimiques et biologiques. Cette approche a également été menée en laboratoire sur des espèces phytoplanctoniques
The chlorophyll a concentration, usually used in marine ecosystemic models for the estimation of primary production (PP), merely gives a fixed image of the phytoplankton compartment. Yet, all trophic levels taken into account within the models depend on the PP. Thus, a good modelisation of food webs in the English Channel requires a reliable estimation of PP on the whole ecosystem. In order to follow the PP dynamics at a high spatio-temporal scale, surveys have been conducted onboard ferry boats (Britanny Ferries), in the central English Channel on the Ouistreham (Fr)/Portsmouth (GB) transect, and in the occidental English Channel on the Roscoff (Fr)/Portsmouth (GB) transect. In order to measure the photosynthetic parameters at a high frequency, PAM measurements have been carried out. On the one hand, these measurements have been associated to the measurements of physicochemical parameters, with a view to define which parameters controlled the PP in the English Channel. On the other hand, pico, nano and microphytoplankton species have been identified in order to study the link between the variability of the community, the diversity, and the production and productivity levels. On the Ouistreham/Portsmouth transect, these measurements have been coupled with carbon incorporation measurements (13C) at low frequency. The coupling of PAM data with those of 13C has made it possible to create a multi-parametric model, thereby transforming the PAM data into carbon incorporation data, depending on physicochemical and biological data. This approach was also performed in laboratory on phytoplankton species

L’objectif principal de ce mémoire était d’évaluer et d’interpréter les changements interannuels dans la production primaire nette du phytoplancton et des diatomées en particulier, à partir d’un suivi temporel de la distribution verticale et de l’inventaire des nutriments dans le sud-est de la mer de Beaufort (2003-2011) et le nord de la baie de Baffin (1997-1999; 2005-2011). En mer de Beaufort, une augmentation de la consommation de nitrate était cohérente avec l’approfondissement de la nitracline par le phytoplancton du maximum sub-superficiel de chlorophylle. Pour la baie de Baffin, les résultats suggèrent une baisse de la productivité associée à une augmentation de la stratification et un mélange réduit. L’analyse des rapports de consommation pour les différents nutriments ainsi que ceux de la composition élémentaire de la matière organique particulaire indique que ces changements sont causés principalement par les diatomées en réponse aux récentes perturbations environnementales subies par l’océan Arctique.

Le métabolisme benthique intertidal a été mesuré in situ au cours de l'émersion sur quatre sites s'inscrivant dans un gradient biosédimentaire (d'un estran sableux battu à des vases estuariennes). Les mesures ont été réalisées dans une chambre benthique couplée à un analyseur infra-rouge de la concentration en CO2. Sur chacun des sites étudiés, les variabilités temporelle et spatiale ont été explorées à différentes échelles et le contrôle des processus métaboliques par des facteurs biotiques et abiotiques a été déterminé. Il apparaît que les processus sont principalement régulés par la lumière et la température à l'échelle journalière et mensuelle dans les milieux estuariens. A l'échelle saisonnière s'additionnent les perturbations causées par les conditions locales propres à chaque site (cycle dépôt/érosion, par exemple). A Wimereux, les processus sont imprévisibles en raison de l'instabilité du milieu liée à l'exposition du site. La séparation entre les structures biosédimentaires propres à chaque site est bien marquée en termes de biomasse chlorophyllienne et de production, mais pas en terme de respiration. La variabilité spatiale à grande échelle du métabolisme ne peut pas s'expliquer seulement par la variabilité biosédimentaire. Des bilans de production annuelle calculés à l'échelle du m² montrent qu'elle dépend principalement des changements saisonniers de la durée du jour auxquels s'ajoutent des variations dues à la superposition des cycles tidaux et jour/nuit. Enfin, un bilan de production a été calculé à l'échelle de la Baie de Somme à trois périodes de l'année. Le compartiment benthique de la baie apparaît hétérotrophe net
In situ intertidal benthic metabolism (primary production and respiration) was mesured during emersed conditions on four according to a gradient from exposed to sheltered conditions corresponding to the typical sediments encountered along the French coasts of the English Channel. A closed-chamber was used to measure CO2 concentration via an infrared gas analyser. For each studied area (sandy beach of Wimereux, Bay of Somme, Bay of Seine and Bay du Mont Saint-Michel), temporal and spatial variability was assessed at different scales, and the factors controlling metabolic processes were then determinated. At both day and month scales, biological processes were mainly controlled by light (primary production) and temperature (primary production and respiration). At the seasonnal scale, local conditions (e. G. Deposit/erosion cycle) may disrupt the system. In Wimereux, exposed conditions result in high instability where processes are difficult to predict. Within each site, the clear distinction of biosedimentary structures impacts on both chlorophylle a and primary production, but not on respiration. However at a larger spatial scale (inter-sites) this biosedimentary variability can not explain the observed discrepancies in metabolism measurements. Annual primary production budgets calculations show that production largely depends on seasonal changes in day length. On this seasonal trend are superimposed strong fornightly fluctuations expected from the superimposition of the tidal and day/night cycles. Finally, a spatialized budget was calculated for the Bay of Somme for three periods of the year when the benthic compartment of the bay appeared to be net heterotrophic

Deux sites contrastés de la Manche où les activités conchylicoles sont importantes (la Baie des Veys -BDV- et Lingreville-sur-mer -LGV- côtes Est et Ouest du Cotentin) ont été étudiés. La variabilité temporelle (saisonnière à pluriannuelle) des communautés phytoplanctoniques, de la production primaire et des paramètres photosynthétiques a été analysée en fonction des forçages environnementaux à l’aide d’analyses multivariées. Les deux sites étudiés ont montré des dynamiques phytoplanctoniques différentes. Au site BDV, celle-ci a suivi un cycle saisonnier dépendant de la température, de la lumière et des stocks de sels nutritifs tandis qu’au site LGV, cette dynamique est affectée par l’hydrodynamisme (vent, courants de marée). Cette étude a également démontré que l’assemblage phytoplanctonique était dominé par des espèces différentes en fonction des années traduisant l’existence d’une compétition interspécifique permanente où l’évolution des paramètres environnementaux et les capacités physiologiques de chaque espèce jouent un rôle essentiel. Pour comprendre le devenir des efflorescences dans la colonne d’eau, un suivi temporel des excrétions de polysaccharides (EPS) a été effectué. La quantification de ces excrétions en fonction des variables environnementales a montré une influence de l’azote (NO3, NH4) au printemps et de l’hydrodynamisme en automne sur ces excrétions. Une attention particulière a également été portée sur la succession des Pseudo-nitzschia spp au site BDV démontrant la présence de 6 espèces et le développement possible d’une espèce toxique, P. Australis, en automne lorsque les températures sont fortes et qu’une limitation en Si est observée
Two contrasted areas of the English Channel which show important shellfish farming (Baie des Veys -BDV- and Lingreville-sur-mer -LGV- Eastern and Western coasts of Cotentin) have been studied. The temporal variations (seasonal to long-term) of phytoplankton communities, primary production and photosynthetic parameters have been analysed according to environmental forces using multivariate analyses. A different phytoplankton dynamic between the two studied sites was observed. At the BDV site, it followed a seasonal cycle dependant on temperature, light and nutrients stocks whereas at the LGV, this dynamic was largely dependant on hydrodynamism (wind, tidal currents). This study has also demonstrated that phytoplankton assemblage was dominated by different species according to the year illustrating a continuous interspecific competition controlled by environmental parameters variations and by physiological capacities of each species. To understand the mechanisms of the end of phytoplankton bloom in the water column, a time series of the extracellular polymeric substances (EPS) was made. The quantification of those excretions according to environmental parameters showed that EPS were affected by nitrogen concentrations (NO3, NH4) in spring and by hydrodynamic forces in autumn. The Pseudo-nitzschia spp succession at the BDV site was finally studied, indicating the occurrence of 6 species and the possible development of a toxic species, P. Australis, in autumn when temperatures are high and a Si limitation is observed