Patrons de distribution et de diversité du phytoplancton lacustre

Longhi, Maria Lorena (2010). « Patrons de distribution et de diversité du phytoplancton lacustre » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en biologie.

Fichier(s) associé(s) à ce document :
[img]
Prévisualisation
PDF
Télécharger (3MB)

Résumé

L'hétérogénéité spatiale dans la colonne d'eau d'un lac joue un rôle important sur le contrôle de la distribution du phytoplancton et sur le maintien de sa diversité. Des gradients verticaux environnementaux (p. ex. de température, de lumière ou de nutriments) bien prononcés favorisent la distribution du phytoplancton dans des couches plus définies et, à travers une différenciation des niches disponibles pour plus d'espèces, sa diversité. Ces relations entre l'hétérogénéité de l'habitat et le phytoplancton ont été montrées par des études expérimentales ou à partir d'observations sur un ou quelques lacs. Cependant, il reste à déterminer si les patrons pour un ensemble de lacs présentant différentes caractéristiques morphométriques et chimiques sont conformes à ces attentes et si la diversité fonctionnelle se révélera plus sensible à ces gradients que les indices taxonomiques traditionnels. Dans les lacs tempérés de l'Hémisphère Nord, la thermocline estivale et le gradient de lumière dans la colonne d'eau constituent les principales structures physiques susceptibles d'affecter le phytoplancton. L'objectif principal de cette étude était ainsi d'évaluer comment la structure physique de la colonne d'eau [pénétration de lumière, profondeur et forme (coefficient de variation de la température) de la thermocline et résistance thermique relative au mélange] affecte la distribution et la diversité du phytoplancton. Les mesures de distribution utilisées incluent la profondeur du maximum de biomasse et le coefficient de variation de la chlorophylle a totale et des différents groupes spectraux de phytoplancton, tandis que pour la diversité deux indices taxonomiques (la richesse en espèces et l'indice de Shannon) et un indice de diversité fonctionnelle ont été utilisés. Afin d'atteindre cet objectif, 45 lacs de deux régions distinctes du Sud du Québec (Canada), l'Estrie et les Laurentides, ont été examinés. Les deux régions diffèrent dans la géologie de leurs bassins versants et dans leur chimie de l'eau. Les patrons dans la distribution, la composition et la diversité du phytoplancton au regard des facteurs environnementaux ont également été examinés dans 18 lacs de l'Estrie lors de trois périodes distinctes de la stratification estivale : le printemps tardif, la mi-été et le début de l'automne. Les résultats de cette étude ont montré que pour l'ensemble des lacs, des gradients plus prononcés de température favorisaient la distribution du phytoplancton dans des couches plus définies de biomasse, tandis que le maximum de chlorophylle a était plus profond dans les lacs présentant des eaux plus claires et caractérisés par un coefficient de variation de la température plus élevé. D'autre part, la distribution des différents groupes de phytoplancton était distinctement reliée à la couleur de l'eau et à la concentration du phosphore total dans l'épilimnion. En comparant les deux régions, les lacs des Laurentides ont montré des thermoclines moins profondes, et un coefficient de variation de la température ainsi qu'une résistance thermique relative au mélange plus élevés que dans les lacs de l'Estrie. Par conséquent, la biomasse totale et la biomasse des groupes spectraux de phytoplancton étaient distribuées de façon plus hétérogène dans les Laurentides. Sur l'ensemble des lacs, les indices de diversité s'appuyant sur la taxonomie traditionnelle étaient plus élevés dans les lacs présentant une plus grande hétérogénéité verticale de la température mais sujets au mélange induit par le vent. L'indice de Shannon était également plus faible dans les lacs plus eutrophes. L'autre indice de diversité, la diversité fonctionnelle, était uniquement et plus fortement relié à la profondeur maximale du lac, une variable qui intègre d'autres variables physiques associées à la différentiation et à la stabilité de l'habitat pour le phytoplancton (p. ex. le coefficient de variation de la température et la résistance thermique relative au mélange). Alors que les mesures de diversité taxonomique différaient peu entre les régions, la diversité fonctionnelle était plus élevée en Estrie. D'autre part, l'indice de Shannon et la diversité fonctionnelle diminuaient avec la profondeur maximale du lac en Estrie, mais suivant une relation opposée dans les Laurentides. Dans la plupart des lacs étudiés, les changements dans la composition des communautés phytoplanctoniques durant la saison de croissance suivaient le patron de succession du phytoplancton prédit pour les lacs dimictiques tempérés, sauf pour quelques exceptions. Dans les trois périodes examinées, des gradients de température plus prononcés favorisaient la distribution du phytoplancton dans des couches plus définies, alors que le maximum de biomasse était moins profond dans les lacs eutrophes avec peu ou pas de stratification. La position verticale du maximum de biomasse des différents groupes de phytoplancton ne variait pas avec la période examinée, alors que leur biomasse était distribuée de façon plus homogène au début de l'automne, particulièrement pour les cyanophytes et les cryptophytes. Cependant, la plus grande variation temporelle dans les variables phytoplanctoniques a été observée pour les trois mesures de diversité, avec des valeurs plus élevées à la mi-été quand la stratification thermique était plus prononcée et plus stable. En conclusion, les résultats de cette étude montrent que pour un ensemble de lacs une hétérogénéité spatiale plus élevée de la colonne d'eau favorise la formation d'agrégats de phytoplancton et sa diversité. De plus, l'indice de diversité fonctionnelle montre des réponses plus simples et plus fortes aux facteurs environnementaux que les indices de diversité taxonomique traditionnels. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : phytoplancton, distribution verticale, diversité, hétérogénéité de l’habitat, structure thermique, lumière.

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur
Directeur de thèse: Beisner, Beatrix
Mots-clés ou Sujets: Conditions ambiantes, Distribution verticale, Diversité spécifique (Écologie), Lac, Phytoplancton
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département des sciences biologiques
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 20 janv. 2011 19:54
Dernière modification: 01 nov. 2014 02:17
Adresse URL : http://archipel.uqam.ca/id/eprint/3677

Statistiques

Voir les statistiques sur cinq ans...