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Bilans saisonniers

À partir des différentes données de biomasse, structure de taille, de processus métaboliques (respiration, production, broutage, excrétion, etc.) mesurées pendant le programme canadien JGOFS, nous avons utilisé les méthodes de modélisation inverse afin d'obtenir des modèles d'équilibre de masse saisonniers qui déterminent les flux de carbone entre les différents compartiments ou groupes trophiques présents dans la couche euphotique. Nos résultats montrent un changement saisonnier global des structures de taille du réseau trophique pélagique, du cycle du carbone et du potentiel d'export dans le golfe du Saint-Laurent entre les saisons hiver-printemps et été-automne, associé à des régimes océanographiques différents.

 

Saisons hiver-printemps

Les saisons hiver-printemps (novembre, décembre et avril) sont caractérisées par une température moyenne de surface proche de 0°C, peu de stratification verticale (couche d'eaux de surface et couche d'eaux intermédiaires bien mélangées) et de fortes concentrations en sels nutritifs (phosphate : 0,9 µM, nitrate : 6,0 µM, et silicate : 8,1 µM). Le métabolisme net est autotrophique (respiration/production primaire < 1) avec un rôle important joué par les grandes cellules du phytoplancton. Les biomasse et production bactériennes sont relativement faibles (biomasse bactérienne : 96 mg C m-2, production bactérienne : 42 mg C m-2 j-1). Le zooplancton est pour une large part herbivore.

Ce type de réseau aboutit généralement et plus rapidement à une quantité importante de matière organique exportable. Le total des exports (flux résiduel et flux sédimentaires), hors de la couche euphotique représente ainsi 72 % de la production primaire totale pendant la période hiver-printemps.

Flux trophiques (matière organique consommée en mg C m-2 j-1) estimés par le modèle inverse dans la couche euphotique pour les saisons hiver-printemps.

Flux trophiques estimés par le modèle inverse


 

Saisons été-automne

Les saisons été-automne (de mai à octobre) sont caractérisées par une température moyenne de surface > 10°C, une colonne d'eau bien stratifiée (couche d'eaux de surface et couche d'eaux intermédiaires bien individualisées) et des concentrations faibles en sels nutritifs (phosphate : 0,4 µM, nitrate : 0,5 µM, et silicate : 2,1 µM). Le métabolisme net est hétérotrophique (respiration/production primaire > 1) avec un rôle important joué par les petites cellules du phytoplancton. Les biomasse et production bactériennes sont relativement fortes (biomasse bactérienne : 254 mg C m-2, production bactérienne : 145 mg C m-2 j-1). Le zooplancton est pour une large part omnivore et consomme des proies non-chlorophylliennes telles que les dinoflagellés et les ciliés hétérotrophes (protozoaires).

Ce type de réseau est très efficace pour recycler et retenir le carbone dans les eaux de surface (total des exports faible). Le total des flux entrant (flux résiduel) et sortant (flux sédimentaires) de la couche euphotique représente un export de 6 mg C m-2 j-1, qui représente cette fois 1 % seulement de la production primaire totale pour la période été-automne.

Flux trophiques (matière organique consommée en mg C m-2 j-1) estimés par le modèle inverse dans la couche euphotique pour les saisons été-automne.

Flux trophiques estimés par le modèle inverse