Dynamique du phosphore et rôle comme facteur limitant de la production planctonique dans le panache de la Gironde sur le plateau continental Sud Gascogne Auteur(s) : Labry, Claire Éditeur(s) : Université de la Méditerranée Résumé : This study was supported by the Atlantic working site of the « Programme National d’Océanographie Côtière » (PNOC, PNEC since 1999). The objectives were (1) to check the existence and to understand the mechanisms of winter phytoplankton blooms in the bay of Biscay influenced by the Gironde waters (2) to determine the limiting nutrient of the primary production associated to these blooms and to follow the seasonal evolution of the limiting nutrient, (3) to understand the consequences of this early limitation on the structuration of algal populations in spring. Since phosphorus was supposed to be the major limiting nutrient of algal growth in the Gironde plume, the different forms of the phosphorus cycle as well as the bacterial compartment, central in this cycle, were also studied in term of stocks and fluxes. The sampling strategy consisted in three cruises in 1998, BIOMET 2 (January), BIOMET 3 (beginning of March), PEGASE (June) and six cruises in 1999, PLAGIA 1 to 6 (late February, late April, late May, late June, the middle of July and the beginning of October). Winter algal blooms, essentially diatoms, were actually observed both in the typical waters of the plume (S < 34.5) and at the limit of the plume and adjacent atlantic oceanic waters (S > 34.5) in the successives years 1998 and 1999. These blooms were initiated by the occurrence of short anticyclonic windows in winter, acting on physical processes which dominate the evolution and characteristics of the Gironde plume (runoff, wind direction and speed) and, ultimately, on the evolution of the depth of the mixed layer (haline stratification) and available light (decrease of turbidity). The algal growth was actually phosphorus limited in the typical waters of the plume at the end of the winter bloom, in spring and became nitrogen and phosphorus limited in summer until the first autumn gales restored the nutritive balance. More oceanic waters (S > 34.5) were probably N+P limited from the end of the winter-the beginning of spring to autumn. Phosphorus limitation of winter blooms, associated with girondine unbalanced nutritive supplies (high NO3/PO4 ratios) favoured the development of small cells at the beginning of spring and the later presence of spring blooms (June 1998, late May 1999) composed of pico and nanophytoplankton (nanoflagellates), instead of typical diatom spring blooms for temperate waters. This size reduction of algal communities is strongthened by the competition between phytoplankton and bacteria for the phosphate uptake, bacteria being more competitives at low concentrations and being phosphorus limited sometimes in spring. The decreasing size of algal cells probably acted on the structuration of the whole food web. The study of the different forms of phosphorus displayed the importance of the Dissolved Organic Phosphorus (DOP) pool. The potential biological lability and the capacity of algae and bacteria to use the DOP in spring when phosphate are undetectable was shown by the very high specific activities of alkaline phosphatases and the very rapid cycling of phosphate monoesters. According to the few estimations of actual phosphatasic activity and phosphate assimilation fluxes, the hydrolysis of DOP associated with the coupled assimilation of liberated phosphate would represent 91 to 99 % of the phosphorus fluxes into algal and bacterial cells when phosphate were exhausted. In such conditions DOP could satisfy most of microorganisms phosphorus needs. Cette thèse s’inscrit dans le cadre du Chantier Atlantique du Programme National d’Océanographie Côtière (PNOC, PNEC depuis 1999). Les objectifs de ce travail étaient (1) de vérifier l’existence et comprendre le déterminisme de blooms phytoplanctoniques hivernaux dans les eaux du Golfe de Gascogne influencées par la Gironde, (2) de préciser le facteur limitant de la production primaire associée à ces blooms et de suivre l’évolution saisonnière de ce facteur et (3) de comprendre les conséquences de cette limitation précoce sur la structuration des populations algales au printemps. Le phosphore étant supposé être le principal élément limitant de la croissance algale dans le panache de la Gironde, les différentes composantes du cycle du phosphore ainsi que le compartiment bactérien, central dans ce cycle, ont été étudiés en terme de stock et de flux. La stratégie d’échantillonnage a consisté en trois campagnes en 1998, BIOMET 2 (janvier), BIOMET 3 (début mars), PEGASE (juin) et six campagnes en 1999, PLAGIA 1 à 6 (fin février, fin avril, fin mai, fin juin, mi-juillet et début octobre). Des efflorescences algales hivernales, constituées essentiellement de diatomées, ont effectivement été observées de façon récurrente dans les eaux typiques du panache (S < 34,5) et à la limite du panache et des eaux océaniques atlantiques adjacentes (S > 34,5) au cours des deux années successives 1998 et 1999. Ces blooms ont été engendrés par l’apparition de courtes fenêtres anticycloniques en période hivernale, ces fenêtres interférant sur les processus physiques qui prévalent sur l’évolution et les caractéristiques du panache de la Gironde (régime des débits, orientation et force du vent) et, de façon ultime, sur l’évolution de la profondeur de la couche de mélange (halostratification) et la disponibilité en lumière (diminution de la turbidité). La croissance algale était limitée par le phosphore dans les eaux typiques du panache à la fin du bloom hivernal, au printemps et devint limitée en azote et en phosphore en période estivale et ceci jusqu’à ce que les premières tempêtes automnales rétablissent l’équilibre nutritif des eaux. Les eaux à caractère plus océanique (S > 34,5) étaient plus probablement limitées par N+P dès la fin de l’hiverdébut du printemps et ce jusqu’à l’automne. La limitation des blooms hivernaux par le phosphore, associée à des apports nutritifs girondins déséquilibrés en phosphate (rapports NO3/PO4 élevés) a favorisé le développement de cellules de petite taille au début du printemps et la présence ultérieure de blooms printaniers (juin 1998, fin mai 1999) composés de pico- et de nanophytoplancton (nanoflagellés), blooms « atypiques » pour des eaux tempérées à cette saison. Cette structuration des communautés algales est renforcée par la compétition entre le phytoplancton et les bactéries pour l’acquisition du phosphate, les bactéries étant plus compétitives aux faibles teneurs en phosphate et pouvant être elles-mêmes limitées par le phosphore à certains moments du printemps. La diminution de taille des cellules algales a probablement une incidence sur la structure de taille de l’ensemble du réseau trophique. L’étude des différentes composantes du phosphore montre l’importance du pool de Phosphore Organique Dissous (POD), sa labilité biologique potentielle et la capacité des communautés algales et bactériennes à utiliser ce pool au printemps quand les phosphates sont indétectables (activités spécifiques des phosphatases alcalines très élevées, recyclage très rapide des monoesters de phosphate). Au vu des quelques estimations de l’activité phosphatasique réelle et des flux d’assimilation de phosphate, l’hydrolyse du POD associée à l’assimilation couplée du phosphate libéré représenterait 91 à 99 % des flux de phosphore vers les cellules algales et bactériennes, quand les phosphates du milieu sont déficients. Dans de telles conditions, le POD pourrait satisfaire l’essentiel des besoins des microorganismes en phosphore. Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess http://archimer.ifremer.fr/doc/00013/12463/9298.pdf http://archimer.ifremer.fr/doc/00013/12463/ | Partager Voir aussi Golfe de Gascogne Gironde phytoplancton bactéries phosphates phosphore organique dissous phosphatases Bay of Biscay Gironde Télécharger |
Relations entre la dynamique de quelques espèces de la forêt tropicale humide et les facteurs du milieu. Évaluation de certaines imprécisions des données disponibles dans le dispositif de Paracou (Guyane) Auteur(s) : Delme, Juliette Auteurs secondaires : Ecologie des forêts de Guyane (ECOFOG) ; Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts (ENGREF) - Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie, Procédés, Produits et Environnement Bruno Ferry Éditeur(s) : HAL CCSD Résumé : Diffusion du document : INRA Antilles-Guyane, UMR ECOFOG, F97387 Kourou, Guyane (France) Diplôme : DEA il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION This work on tropic al humid forest of Paracou includes 16 permanent sample plots covering a total surface of 119 hectares. Ten hectares of them are taken up by floodplains which characteristic is a continuous no-deep underground water level with phases of strong surface water logging. Three items have been studied : (i) Checking that during dry season the maps of the underground water level including its limits are reliable, (ii) Characterising the most suitable ecological niches for certain species, (iii) Additional updating the floodplains characterisation by precisely analysing the chemical soil content as well as the physiological reaction of the Symphonia Globulifera . Checking the underground water level in dry season enabled to put down to a quite good measurement reliability by GIS. The classification ecological of species proposed in this work is based on the relative density in floodplain and drain soil very similar to that which concerns a surface located ten or more kilometres further. This lets us assess that this classification is of a good reliability as long as the climate conditions are quite similar to ours in Paracou. Furthermore the presence of pneumatophores in the Symphonia Globulifera is a good biological criterion as long as it shows a long time ground moisture saturation. By analysing the life litter and the soil we mentioned that the leaf content and the soil content indicate a better nutritional value (phosphorus, calcium and potassium) in the floodplains. For phosphorus the relation between the life litter and the soil results put forward that the Olsen method gives a better explanation of the real phosphorus availability for the trees. Le dispositif de recherche sur la forêt tropicale humide de Paracou est composé de 16 parcelles permanentes couvrant au total 119 ha, dont 10 ha sont occupés par des bas-fonds, caractérisés par l'existence permanente d'une nappe peu profonde et par des périodes de fort engorgement en surface. Notre étude avait trois objectifs : (i) vérifier la fiabilité des cartes de la profondeur de nappe en saison sèche, qui délimitent ces bas-fonds, (ii) caractériser les préférences écologiques de quelques espèces et (iii) compléter la caractérisation des bas-fonds par l'analyse de la richesse chimique du sol et l'étude de la réaction physiologique du Symphonia globulifera. La vérification sur la profondeur de nappe en saison sèche a montré que les imprécisions des cartes étaient d'ampleur limitée, sans incidence forte par rapport à l'ensemble des données. Le classement écologique des espèces proposé dans cette étude, basé sur leurs densités relatives dans les bas-fonds et hors des bas-fonds, est très similaire à celui présenté par une autre étude, dans un dispositif situé à plusieurs dizaines de kilomètres. Cela suggère que ce classement a une bonne validité, tant que les conditions climatiques ne diffèrent pas trop de celles rencontrées à Paracou. Par ailleurs, la présence des pneumatophores du Symphonia globulifera est un bon critère biologique signalant un engorgement hydrique prolongé du sol. Au niveau des analyses de la litière et du sol, les teneurs foliaires et les teneurs dans le sol semblent indiquer que la nutrition en phosphore, calcium et potassium est meilleure en bas-fonds. Au niveau de la méthode de mesure du phosphore assimilable, les relations entre les résultats de la litière et celles du sol suggèrent que la méthode d'Olsen rend mieux compte de la disponibilité effective du phosphore pour les arbres de la forêt tropicale humide que la méthode de Duchaufour. https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189229 hal-01189229 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189229 PRODINRA : 17050 | Partager |
Distinct microbial limitations in litter and underlying soil revealed by carbon and nutrient fertilization in a tropical rainforest Auteur(s) : Fanin, Nicolas Barantal, Sandra Fromin, Nathalie Schimann, Heidy Schevin, Patrick Hättenschwiler, Stephan Auteurs secondaires : Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE) ; Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3) - Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro) - École pratique des hautes études (EPHE) - Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] (INRA Montpellier) - Université de Montpellier (UM) - Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]) - Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro) Ecologie des forêts de Guyane (ECOFOG) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD) - Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - AgroParisTech - Université de Guyane (UG) - Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Éditeur(s) : HAL CCSD Public Library of Science Résumé : Key message Molecular markers were used for paternity recovery in a maritime pine (Pinus pinasterAit.) polycross trial, facilitating forward selection. Different breeding strategies for seed orchard establishment were evaluated by comparing genetic gains and diversity. This work opens up new perspectives in maritime pine breeding.Context Polycross mating designs are widely used in forest tree breeding to evaluate parental breeding values for backward selection. Alternatively, polycross progeny trials may be used to select the best trees on the basis of individual breeding values and molecular pedigree analysis.Aims This study aimed to test such a forward selection strategy for the maritime pine breeding program.Methods In a maritime pine polycross trial, progeny with higher breeding values for growth and stem straightness was first preselected with or without relatedness constraints. After paternity recovery, the preselected trees were ranked on the basis of their breeding values, estimated from the recovered full pedigree. Finally, the best candidates were selected with three different strategies (forward, backward, mixed) and three levels of coancestry constraints to establish a virtual clonal seed orchard.Results Complete pedigrees were successfully recovered for most of the preselected trees. There was no major difference in expected genetic gains between the two preselection strategies which differed for relatedness constraints. Genetic gains were slightly higher for forward selection than for classical backward selection.Conclusion This seminal study opens up new perspectives for using forward selection within the French maritime pine breeding program. ISSN: 1932-6203 hal-01601804 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01601804 DOI : 10.1371/journal.pone.0049990 PRODINRA : 391860 | Partager |