Modélisation des flux de matières dans un réseau trophique : cas de Marennes-Oléron

C. Bacher (CREMA), C. Struski (CREMA), D. Leguerrier (ULR/LBEM), N. Niquil (ULR/LBEM), J.M. Guarini (CREMA), P. Richard (CREMA)

Objectifdéterminer les flux de matière dans le bassin de Marennes-Oléron et l'effet de l'anthropisation sur la dynamique de l'écosystème.

Approche• Couplage physique/biologie - exposé C. Struski• Approche réseau trophique - exposé D. Leguerrier

lfremer

Bacher et al.- Colloque Golfe de Gascogne - 11/13 déc. 2002

Hydrodynamisme

Un modèle hydrodynamique: SiAM2D (DEL - EC)

C. STRUSKI - Colloque Golfe de Gascogne - 11/13 déc. 2002

Mesures de courants (ADCP) : transects cycle de marée

Hydrodynamisme

12/07 02

26/07 02

17/07 02

C. STRUSKI - Colloque Golfe de Gascogne - 11/13 déc. 2002

Comparaison modèle/mesures

7:00 9:00

Hydrodynamisme

13:00

Différences modèle/mesures: effet de la bathy. ? influence du vent ?

C. STRUSKI - Colloque Golfe de Gascogne - 11/13 déc. 2002

Mesures en continu (sonde YSI) : transects cycle de marée CHLa, salinité, température, MES

Hydrobiologie

C. STRUSKI - Colloque Golfe de Gascogne - 11/13 déc. 2002

DISTANCE

T

EM

PS

33

20

DISTANCE

TE

MP

S

lat/long

Hydrobiologie

C. STRUSKI - Colloque Golfe de Gascogne - 11/13 déc. 2002

Comparaison modèle/mesure

Hydrobiologie

SALINITE

CHLa

En cours: pour les différents descripteurs, calcul des variances attachées aux différentes échelles: cycle de marée, saison, espace

MES

C. STRUSKI - Colloque Golfe de Gascogne - 11/13 déc. 2002

Production primaire

Mesure de la production primaire sur le terrain (C14)

6 stations 2 profondeurs 3 saisons 4 fois pendant le cycle

de marée

Détermination des courbes Pvs I

P Bmax

Ajustement de loi (Jasby & Platt, 1976) faisant intervenir 2 paramètres : PB

max et

C. STRUSKI - Colloque Golfe de Gascogne - 11/13 déc. 2002

Production primaire

Existence de différences spatiales et/ou temporelles

C. STRUSKI - Colloque Golfe de Gascogne - 11/13 déc. 2002

Paramétrisation d’un modèle de production primaire et introduction dans SiAM2D pour le calcul des flux de production primaire et d’exportation vers le Golfe de Gascogne

Étude des écarts modèle/mesure courants: effets de la bathymétrie et/ou du vent

Quantification de la variabilité : prise en compte des fluctuations à long terme (base RAZLEC)

Conclusion

C. STRUSKI - Colloque Golfe de Gascogne - 11/13 déc. 2002

Méthode utilisée: l’analyse inverseAnthropisation du système

phytopl.

µPhyBth

bac. pél.

bac. bth.

mic. bth.

mic. pel.

meiofaune

mesozoo

COPpél.

CODpél.

COP bth.

COD bth.

nect(juv)

oiseauxnect (ad)

bivalves.gastrop.

annél.

arthrop.dét. benth.

dét. pél.

prédat.

macrof.

huîtres

Colloque Golfe de Gascogne 11-13 déc 2002 Leguerrier D

Système sans huîtresÉtude de l’anthropisation: comparaison avec le système exploité

meiofaune

mic. bth.

phytopl.

µPhyBth

dét. benth.

dét. pél. bac. pél.

bac. bth.

mic. pel.

mesozoo

prédat.

macrof.

huîtres

gC/m²/an

Colloque Golfe de Gascogne 11-13 déc 2002 Leguerrier D

meiofaune

mic. bth.

phytopl.

µPhyBth

dét. benth.

dét. pél. bac. pél.

bac. bth.

mic. pel.

mesozoo

prédat.

macrof.

huîtres

Étude de l’anthropisation: comparaison avec le système exploité

gC/m²/an

Colloque Golfe de Gascogne 11-13 déc 2002 Leguerrier D

30

50

70

90

110

130

150

170

flux du milieu benthique vers le milieupélagique

flux du milieu pélagique vers le milieubenthique

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

somme des flux benthiques somme des flux pélagiques

Effet de l’ajout de cultures d’huîtres:

Flux en gC/m²/an

Colloque Golfe de Gascogne 11-13 déc 2002 Leguerrier D

0

10

20

30

40

50

60

70

80

sans culture avec culture

gC/m²/an

0

10

20

30

40

50

60

70

80

sans culture avec culture

gC/m²/an

Effet de l’ajout de cultures d’huîtres:

0

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

1

microphytobenthos

phytoplancton

bactériesbenthiquesbactériespélagiquesmicrofaunebenthiquemicrozooplancton

méiofaune

mesozooplancton

macrofaune

huîtres

détritus benthiques

détritus pélagiques

Régimes alimentaires

prédateurs macrofaune

Colloque Golfe de Gascogne 11-13 déc 2002 Leguerrier D

Bilan et perspectives

Comparaison de deux modèles isolés:Le rôle des huîtres: Modification de la circulation interne Modification des échanges benthos<->pélagos

Vers une spatialisation?

Un modèle statique permet de caractériser le fonctionnement d’un écosystème (Leguerrier et al. in press). Vers un modèle dynamique?

Colloque Golfe de Gascogne 11-13 déc 2002 Leguerrier D

Conclusion

• transferts de matières: échelles spatiales et temporelles différentes

• échanges d ’information: quantification de flux et forçages (production primaire, zoobenthos)

• approches applicables à d’autres systèmes

Benthic and Pelagic microalgal biomasses are closely linked

Dynamics of the microalgal biomass in the Marennes-Oléron Bay(Quantification of carbon fluxes exchanged between the Gulf of Biscay and the littoral ecosystem)

J.-M. Guarini, P. Richard, C. BacherCREMA L'Houmeau, UMR 10 CNRS-IFREMER - BP 5 17137 L'Houmeau

how to validate dynamic models at the scale of an ecosystem ?

Dynamic Model

Processes estimatedExperimentally

Simulations

Benthic recycling (P II, mortality)Mechanical

burying

??

microphytobenthos

Pelagic recycling (P II, mortality)

Exp

ort

ati

on

Imp

ort

atio

n