La respiration (CR) et la production primaire brute (GCP ) journalière de la communauté estimées dans cette étude sont proches des valeurs obtenues sur d’autres herbiers intertidaux et subtidaux dominés par Zostera marina où Zostera noltii (Tableau 4.7) avec, cependant, des valeurs maximales toujours supérieures aux données issues de la littérature. Les estimations existantes étaient basées sur des mesures ponctuelles dans le temps ou dans l’espace alors que la forte hétérogénéité spatiale et temporelle des paramètres environnementaux (hauteur d’eau, lumière, température) et biotiques (biomasse des autotrophes et des hétérotrophes, capacité photosynthétique des autotrophes) imposent le calcul ou la mesure des flux de carbone à une échelle supérieure. A partir d’un modèle analytique, la variabilité spatiale et temporelle des principaux paramètres qui influencent le métabolisme a pu être prise en compte pour la première fois, permettant ainsi d’obtenir une gamme de variation des flux de carbone au sein des herbiers dominés par Zostera marina et Zostera noltii.
L’influence de la température sur le métabolisme de la communauté benthique à l’échelle annuelle est largement admis (Marsh et al., 1986;Plus et al., 2001; Touchette
CHAPITRE 4. BILAN DES FLUX DE CARBONE
Tableau 4.7 – Estimations de la respiration journalière (CR) et de la production primaire brute (GCP ) des communautés benthiques de l’herbier dominé par Zostera marina et Zostera noltii. MH=Maille haute, MM=Maille moyenne et MB=Maille basse.avaleur moyenne,bvaleur ponctuelle etcgamme de variation annuelle.
Communauté Int./Sub. CR GCP Sources
gC m−2j−1 gC m−2j−1
Z. marina Subtidal 1,1a Lindeboom and de Bree(1982)
Z. marina Subtidal 2,7a 4,4a Murray and Wetzel(1987)
Z. marina Subtidal 2,3b Nixon and Oviatt(1972)
Z. marina Subtidal 0,6b 0,3b Martin et al.(2005)
Z. marina Intertidal (MH) 0,1-0,3c 0,1-0,7c Cette étude
Z. marina Intertidal (MM) 0,4-5,9c 0,1-13,5c Cette étude
Z. marina Intertidal (MB) 0,3-4,5c 0,1-9,5c Cette étude
Z. noltii Intertidal 1,1a 1,8a Santos et al.(2004)
Z. noltii Intertidal (MH) 0,1-5,7c 0,3-6,6c Cette étude
Z. noltii Intertidal (MB) 0,1-4,6c 0,3-6,3c Cette étude
and Burkholder,2000). Elle a donc été prise en compte indirectement dans cette analyse dans le calcul par la biomasse des producteurs primaires. En revanche, l’influence de la variation de la température au cours de la journée n’a pas été prise en compte. En effet, la variation de température au cours de la journée est généralement faible sauf lors des grandes marées de vive-eau où la température peut varier (augmenter ou diminuer selon la température de l’air) de quelques degrés au cours de l’émersion et de la ré-immersion. Or la production primaire et la respiration durant cette période ne participent que très peu au bilan annuel (Tableaux 4.2 et 4.5), ce qui suggère que la prise en compte de ce paramètre ne modifierait que très peu les bilans annuels de respiration et de production primaire brute des herbiers intertidaux étudiés.
L’herbier dominé par Zostera marina est largement autotrophe sur l’année au niveau des mailles références, avec des valeurs maximales journalières (2, 3 gC m−2 j−1, Tableau 4.2) supérieures aux estimations moyennes de Duarte and Cebrian (1996) (0.8 gC m−2j−1) ou deDuarte and Chiscano(1999) (1.1 gC m−2j−1) basées uniquement sur la production primaire nette des phanérogames marines. Les producteurs primaires associés joueraient donc un rôle important dans les flux de carbone dans les herbiers à Zostera marina. Les résultats obtenus sur des mailles dont la biomasse et les conditions 118
4.4. DISCUSSION
environnementales varient (mailles de référence), suggèrent que l’ensemble de l’herbier est autotrophe. Dans notre étude, la respiration représente environ 50% de la production primaire benthique de la communauté. Cette valeur est comparable aux valeurs avancées par Duarte and Cebrian (1996) (entre 51 et 57% de la GCP ) et serait attribuée à l’ensemble des organismes hétérotrophes et autotrophes (une part importante serait attribuée à la partie souterraine de la plante d’après Hemminga and Duarte, 2000). Le bilan de carbone de la communauté dominée par Zostera noltii est au contraire largement hétérotrophe. Ce résultat est très surprenant et va à l’encontre de ce qui est attendu pour un herbier intertidal où la biomasse des feuilles est entièrement renouvellée plusieurs fois dans l’année (Vermaat et al.,1987). Le fonctionnement du système serait donc largement dépendant d’apports de matière venant d’autres systèmes adjacents. Une autre explication à cette observation serait que la production primaire ne serait pas exportée mais dégradée directement dans le sédiment (Isaksen and Finster, 1996) pour être réutilisée ensuite comme substrat, ce qui limiterait les apports nécessaires à la croissance des feuilles. Même si cette hypothèse peut s’appuyer sur la quantité importante de chlorophylle a mesurée dans le sédiment pendant l’année 2008 sur ce site (Ouisse et al., 2010), elle ne peut pas expliquer le bilan de carbone hétérotrophe. Le bilan de carbone n’est hétérotrophe qu’à l’immersion, et est autotrophe à l’émersion. Bien que les conditions de lumière ne soient pas toujours optimales pendant l’immersion (atténuation de la lumière dans la colonne d’eau), la production primaire y est importante et toujours largement supérieure à celle pendant l’émersion (Figure 4.24). En revanche, la respiration journalière à l’immmersion calculée à partir des mesures in situ représente toujours plus de 60% de la production primaire brute (entre 68 et 747% sur la maille basse et entre 61 et 754% sur la maille haute) et un tel système ne pourrait pas perdurer dans le temps sans des apports de matière très importants. La respiration de la communauté a donc sûrement été surestimée à l’immersion sur l’herbier à Zostera noltii et donc également sûrement sur l’herbier à Zostera marina. Les mesures de respiration ont été réalisées juste après l’émersion (ré-immersion de la communauté), au moment où la température de l’eau est toujours maximale et pourrait stimuler la respiration des organismes hétérotrophes. Une mesure ponctuelle de la respiration à cette échelle de temps ne serait donc pas suffisante
CHAPITRE 4. BILAN DES FLUX DE CARBONE
pour bien estimer la respiration de la communauté.