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)

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

 Halopteris scoparia (algues brunes pérennes) 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 * Prairies sous marines sur les fonds sableux Feuilles Racines * Prairies sous marines sur les fonds sableux * Couvre 75% du fond de la Baie de la Revellata * Biomasses et productions très importantes * 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: Objectif spécifique: 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 Halopteris Posidonies NH4 NO3

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 * Stocks d ’azote * Vitesses spécifiques d ’incorporation (V) * Flux d ’incorporation

Stocks d ’azote (mgN.m-2) MOP NH4 NO3 Epiphytes 800 MOP 220 Halopteris 1700 Posidonies 6200 NH4 30 NO3 40

Vitesses spécifiques d ’incorporation (V)

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

Flux d ’incorporation = V X Biomasse 6. Résultats * Stocks d ’azote * Vitesses spécifiques d ’incorporation (V) * Flux d ’incorporation * Flux d ’incorporation Flux d ’incorporation = V X Biomasse exprimés en mgN.m-2.h-1

Flux d ’incorporation

Février 98 Février 99 Epiphytes 310 MOP 130 Halopteris 2020 Feuilles 8200 MOP 340 Halopteris 3500 Feuilles 6000 Epiphytes 310 0.2 n.d. 0.5 00.4 2.7 1.3 0.9 n.d. Flux d’incorporation: mgN.m-2.h-1 0.5 0.01 0.2 0.4 2.7 0.3 0.02 0.2 NH4 30 NO3 20 Stock: mgN.m-2 NH4 40 NO3 220

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)

* 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 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

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