Production du phytoplancton et du bactérioplancton dans le lac de retenue de Pareloup

Production of phytoplankton and bacterioplankton in Pareloup reservoir

Laboratoire d'Hydrobiologie, URA 695 C.N.R.S., Université Paul Sabatier, 118 route de Narbonne, F-31062 Toulouse Cedex, France

Résumé

La biomasse et la production du phytoplancton ont été étudiées parallèlement à la biomasse et à la production du bactérioplancton hétérotrophe dans le réservoir de Pareloup. Les productions phytoplanctoniques et bactériennes ont été respectivement mesurées à partir des taux d'incorporation de ¹⁴C bicarbonate et de ³H thymidine. Au cours de l'année, la moyenne des concentrations en chlorophylle a dans la zone euphotique varie de 2 mg.m^-3 (juin-août) à 20 mg.m^-3 (printemps). La production brute moyenne annuelle du phytoplancton est d'environ 80–85 g C.m^-2, valeur typique des lacs oligo-mésotrophes. La transparence de l'eau et les paramètres de la relation photosynthèse-lumière (P^B max, α ^B) sont inversement corrélés à la biomasse du phytoplancton de sorte que les effets antagonistes des variations de biomasse et d'irradiance journalière se compensent en partie. La comparaison des taux d'assimilation du C et des taux de variation de biomasse phytoplanctonique indique un couplage étroit entre les processus de fixation et de perte de carbone. Au cours d'un cycle nycthéméral, les pertes moyennes par respiration représenteraient de 33% à 82% du C incorporé selon les rapports R^B/P^B max appliqués (0,03 à 0,l pour les diatomées; 0,07 à 0,15 pour le phytoplancton estival). Sur toute la colonne d'eau, la densité des bactéries planctoniques varie de 2,3.10⁹ à 4,6.10⁹ cellules.l^-1, et la biomasse carbonée de 37 à 68 μ g C.l^-1. Les taux d'incorporation de thymidine tritiée dans le précipité TCA froid varient de 0,8 à 17,2 picomoles.l^-1.h^-1; ils correspondent à une production bactérienne nette inférieure à 0,2 μg C.l^-1.j^-1 en hiver et supérieure à 4,5 μg C.l^-1.j^-1 en été; environ 55% de la production a lieu dans la zone euphotique. La production bactérienne brute représente 7% de la production photosynthétique brute au printemps et plus de 70% à la fin de l'été. Au cours d'un cycle annuel et en considérant l'ensemble du lac, le carbone nécessaire à la production bactérienne représente environ 1/3 de la production brute autotrophe.

Abstract

Biomass and primary production of phytoplankton were cornpared with biomass and production of heterotrophic bacterioplankton in the reservoir of Pareloup. Phytoplankton and bacterioplankton productions were estimated from ¹⁴C bicarbonate and ³H thymidine incorporation rates respectively. Over the year, mean euphotic zone concentrations of chlorophyll a ranged from 2 mg.m^-3 (june-august) to 20 mg.m^-3 (spring diatom bloom). Gross annual phytoplankton production was about 80–85 g C.m^-2, a value typical for slightly meso-eutrophic lakes. Water transparency and parameters of the photosynthesis-irradiance relationship (P^B max, α ^B) were inversely correlated with phytoplankton biomass; accordingly, the effects of seasonal variations of biomass and mean daily radiance fluxes on integral photosynthesis can to a significant extent be compensated for. Comparison of carbon fixation rates and actual rates of changes of phytoplankton biomass indicated a close coupling between carbon fixation and loss processes. Daily respiratory losses represented, on average, 33% to 82% of the carbon taken up during the daylight period depending on the assumed R^B/P^B max ratio (0.03 to 0.1 for diatoms; 0.07 to 0.15 for summer phytoplankton). For the water column, integrated estimates of bacterioplankton abundance ranged from 2,3.10⁹ to 4,6.10⁹ cells.l^-1, and carbon biomass from 37 to 68 μ g C.l^-1 ; the thymidine incorporation rates ranged from 0.8 to 17,2 picomoles.l^-1.h^-1, leading to net bacterial production estimates of less than 0,2 μ g C.l^-1.d^-1 in winter to 4.5 μ g C.l^-1.d^-1 in summer. About 55% of the production occured in the euphotic layers. Gross bacterial production represented 7 % of the gross primary production during the phytoplanktonic spring bloom and more than 70% in late summer. Over the year, the bacterial carbon requirement was about 1/3 of the gross autotrophic production for the whole lake.