Chapitre II : Matériel et méthodes
V. Eléments nutritifs
V.3. Comparaison avec les teneurs d’autres études
susceptible d’intervenir dans la régulation des teneurs en phosphate, est l’adsorption du phosphate sur les particules en suspension. L’érosion des sols lors de fortes précipitations a pour effet d’augmenter les teneurs en matière en suspension dans les eaux fluviales qui peut réduire la teneur en phosphate dans la colonne d’eau (Aminot et al., 1993).
Figure III-7 : Variations du phosphate (µM) dans les eaux fluviales en fonctions du débit fluvial.
Il existe cependant une période de prélèvement (novembre ) qui ne suit pas ce comportement. En effet, malgré un fort débit (6,4 m3 s-1), la concentration en phosphate est particulièrement élevée. Un autre paramètre que le débit semble donc intervenir dans la variation des concentrations en phosphate à cette période. Il est important de noter que la veille du jour de prélèvement les précipitations étaient abondantes (15 mm) ce qui a pu entrainer un fort lessivage des sols et par voie de conséquence un enrichissement en phosphate des eaux.
V.3. Comparaison avec les teneurs d’autres études
Les concentrations en éléments nutritifs présentées, dans ce travail, ont été comparées à celles d’études précédentes effectuées dans le même estuaire d’une part et à celles observées dans des systèmes caractérisés par des bassins versants de nature différente d’autre part. Ces derniers sont distingués selon la classification de Meybeck (1982) en systèmes « non pollués », « pollués » et « fortement pollués ». Le tableau III-1 présente les gammes de concentrations en nitrate et en phosphate dans ces différents systèmes.
Chapitre III : Variations saisonnières des caractéristiques physico-chimiques de l’estuaire de la Penzé
75
Tableau III-1 : Concentrations en éléments nutritifs (µM) dans différentes rivières. Eléments nutritifs Penzé 2009 Rivières « non polluées »a Rivières « polluées »a Rivières « fortement polluées »a Penzé 2001b Penzé 2008c Nitrate 213-830 0,3-3,8 8-163 200-700 610-1200 495-794 Phosphate 1,2-4,4 0,02-0,25 0,1-5,3 16-60 1,4-7,9 0,9-2,9
a Meybeck, 1982; b Waeles, 2003; c Vandenhecke, 2009
Les teneurs en éléments nutritifs dans la Penzé sont particulièrement élevées par rapport à celles des rivières considérées comme « non polluées ». Les activités agricoles importantes le long du bassin versant sont vraisemblablement responsables des teneurs élevées en nitrate et en phosphate. Les éléments nutritifs ainsi apportés enrichissent de façon considérable les eaux estuariennes et soutiennent largement la production phytoplanctonique. A titre d’exemple, Maguer et al. (2004) ont montré que la présence de ces nutriments peut être à l’origine d’importantes efflorescences algales (Alexandrium minutum) dans l’estuaire de la Penzé.
Cependant, il est intéressant de noter que les concentrations en éléments nutritifs sont comparables à celles obtenues dans la rivière Penzé en 2008 et qu’elles sont moins importantes qu’en 2001. Ce phénomène peut s’expliquer par l’irrégularité des épisodes pluvieux d’une année sur l’autre. Le lessivage régulier des sols probablement limite l’accumulation de grandes quantités d’éléments nutritifs. Une utilisation plus raisonnée des engrais dans les cultures peut aussi être envisagée.
VI. Chlorophylle a et phaeopigments
La chlorophylle a est un pigment indispensable à la photosynthèse des algues. Elle est utilisée comme indicateur de la biomasse du phytoplancton. L’évolution des teneurs en chlorophylle a dans les eaux superficielles est essentiellement saisonnière, le développement phytoplanctonique étant tributaire des variations de l’énergie lumineuse, du stock de sels nutritifs, de la stabilité des masses d’eau et de l’intensité du broutage par le zooplancton. Le phytoplancton se développe de façon intense en milieu estuarien en raison des fortes teneurs en éléments nutritifs (Monbet, 1992). Lors de son développement, il peut assimiler de façon significative certains éléments métalliques (Luoma et al., 1998). Il peut en résulter en particulier des modifications notables de la distribution et de la spéciation de ces éléments.
Chapitre III : Variations saisonnières des caractéristiques physico-chimiques de l’estuaire de la Penzé
76 0 5 10 15 20 25 30 35 F M A M J J A S O N S a li n it é
L’analyse de la chlorophylle a permettra de suivre l’évolution du développement phytoplanctonique lors du cycle annuel. Les variations saisonnières de la chlorophylle a le long du gradient salé sont présentées sur la figure III-8.
Figure III-8 : Variations saisonnières en 2009 de la chlorophylle a (µg L-1) le long du gradient salé.
Les teneurs en chlorophylle a dans l’estuaire de la Penzé varient entre 0,5 et 130 µg L-1. Faibles en hiver, elles augmentent progressivement à la fin du printemps pour atteindre des valeurs maximales en été (juillet). A la fin de l’été (septembre) et en automne (novembre), les concentrations diminuent mais restent néanmoins relativement élevées.
Les concentrations en chlorophylle a diminuent des eaux fluviales aux eaux marines. Ces variations sont particulièrement marquées de juin à septembre. A cette période, les teneurs les plus élevées sont observées entre 0 et 25 de salinité. Cependant, la présence de chlorophylle a dans l’estuaire ne rend pas compte de l’état physiologique des populations phytoplanctoniques. Le rapport chlorophylle a / phaeopigments est un bon indice de l’état de dégradation des populations.
La figure III-9 présente les variations saisonnières du rapport chlorophylle a / phaeopigments le long du gradient salé.
En hiver, au printemps et à la fin de l’automne, le rapport est faible (<1,2). Les fortes concentrations de chlorophylle a rencontrées en amont (0<S<10) (Figure III-8) sont donc probablement liées à l’apport de végétaux terrestres par la rivière.
Chapitre III : Variations saisonnières des caractéristiques physico-chimiques de l’estuaire de la Penzé
77 0 5 10 15 20 25 30 35 F M A M J J A S O N S a li n it é
Figure III-9 : Variations saisonnières du rapport chlorophylle a / phéopigments le long du gradient salé.
En été les valeurs supérieures à 1,6 en aval du système, dans la zone peu turbide (S>15), peuvent être reliées au développement local du phytoplancton. Cependant, le rapport chlorophylle a / phaeopigments reste relativement faible en cette saison ce qui témoigne d’un état physiologique moyen du phytoplancton lors de nos prélèvements menés en 2009. En comparaison, des valeurs supérieures à 4 (maximum 8,5) ont pu être observées lors d’études précédentes menées dans ce système (Waeles, 2003; Vandenhecke, 2009).