Comprendre l`écologie des lacs d`altitude

Comprendre l’écologie des lacs
d’altitude
Combinaison des observations à différentes échelles de temps
PERGA ME
28 / 11 / 2014
LAC DE LA MUZELLE
PLAN VIANNEY
.02
LAC DE LA MUZELLE
PLAN VIANNEY
.03
CAMPAGNES DE
PRÉLÈVEMENTS
CAPTEURS IN-SITU
HAUTE FREQUENCE
ENREGISTREMENTS
SEDIMENTAIRES
.04
L’INSTALLATION HAUTE FRÉQUENCE DE LA MUZELLE
(SITE NETLAKE)
Master 1 DRIME: Laura Rodriguez
Dynamique
des masses
d’eaux
Stratification
estivale
Stratification
hivernale
(inverse)
Brassage
automnal
(1 mois)
Conséquences sur
l’oxygénation profonde
Brassage
printanier
(qqls jours)
.06
Master 1 DRIME: Laura Rodriguez
Dynamique
des masses
d’eaux
Stratification
estivale
Stratification
hivernale
(inverse)
Brassage
automnal
(1 mois)
Conséquences sur
l’oxygénation profonde
Brassage
printanier
(qqls jours)
Consommation
d’oxygène sous
glace
=> DYSTROPHIE
.07
Master 1 DRIME: Laura Rodriguez
Dynamique
des masses
d’eaux
Stratification
estivale
Stratification
hivernale
(inverse)
Brassage
automnal
(1 mois)
Conséquences sur
l’oxygénation profonde
Brassage
printanier
(qqls jours)
Production
d’oxygène
en été?
.08
Master 1 DRIME: Laura Rodriguez
OXYGÉNATION PROFONDE EN
ETE?
PROFILS DE SONDE JUILLET 2013
DO(mg.l-1)
Profondeur (m)
12
12,5
13
13,5
Chl a(µg.l-1)
0
14
0
0
2
2
4
4
6
6
8
8
10
10
12
12
14
14
16
16
18
18
5
10
OXYGÉNATION PROFONDE EN
ETE?
PROFILS DE SONDE JUILLET 2013
DO(mg.l-1)
Profondeur (m)
12
12,5
13
13,5
Chl a(µg.l-1)
0
14
0
0
2
2
4
4
6
6
8
8
10
10
12
12
14
14
16
16
18
18
5
10
PP Phyto
?
OXYGÉNATION PROFONDE EN
ETE?
PROFILS DE SONDE JUILLET 2013
DO(mg.l-1)
Profondeur (m)
12
12,5
13
13,5
Chl a(µg.l-1)
0
14
0
0
2
2
4
4
6
6
8
8
10
10
12
12
14
14
16
16
18
18
5
10
PP Phyto
?
EPISODE DE CRUE,
AOUT 2012
OXYGÉNATION PROFONDE EN
ETE?
PROFILS DE SONDE JUILLET 2013
DO(mg.l-1)
Profondeur (m)
12
12,5
13
13,5
Chl a(µg.l-1)
0
14
0
0
2
2
4
4
6
6
8
8
10
10
12
12
14
14
16
16
18
18
5
10
PP Phyto
?
Production primaire littorale profonde
importante
EPISODE DE CRUE,
AOUT 2012
La production primaire benthique du lac de
la Muzelle
Recouvrement de
4,3% de la
surface des fonds
( J . T o u r y , F.
Arthaud, 2013)
SPYROGYRA
Photos YM Nellier,
Juillet 2014)
ZYGNEMA
Identification, F. Rimet
Réseau Trophique
Muzelle
PV
Zooplancton
15 ind/trait
460 ind/trait
Phytoplancton
µgC.L-1
0,1 à 150
Micro
0,05 à 6
Nano
Contenus stomacaux des ombles du lac de
la Muzelle
.015
M2 Armand 2013
10
POM avri-12
POM juin-12
POM sept-12
CHIRO ETE 12
δ15N(‰ )
8
poissons
Ombles
Carbone organique
pélagique
6
4
2
Macro-inv.
benthiques
0
-2
-33
-28
-23
-18
-13
δ13C(‰ )
DÉCOUPLAGE PÉLAGIQUE/BENTHIQUE
LAC DYSTROPHIQUE?
LES
POPULATIONS DE POISSONS OCCUPENT SURTOUT LES HABITATS
LITTORAUX
(CAMPAGNES D’ÉCHOSONDAGE DE JUILLET 2013)
J. Guillard, CARRTEL
.017
Découplage trophique pélagique/benthique
Faible efficience de transfert de MO
(mauvaise qualité nutritionnelle)
Dystrophie
! Contrôle top-down peu probable
Phytoplancton
Périphyton
Accumulation MO
.018
CHANGEMENTS
ÉCOLOGIQUES DU
LAC DE LA MUZELLE
AU COURS DES 400
DERNIÈRES ANNÉES
Action 32 ZABR
P. Sabatier, O. Thusy, AL Develle, C. Pignol; F.
Lepori, F. Arnaud, ME Perga
Action GC38
C. Giguet Covex, F. Arnaud, I. Domaizon
5
4
2003
1983-1987
3
1950
2
1870-1880
1
*
*
Abundance (nb.gsedww-1)
Pelagic
Littoral-Benthic
Macrophyteassociated
*Highly sensitive to
fish predation
4
3
2
1
●
●
●
●
<10
10−100
100−1000
1000−5000
>5000
3
2
1
●
●
●
●
250000
●
<10
10−100
100−1000
1000−5000
>5000
●
●
●●
●
●
Rumex
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● ● ●
●●
● ● ●
●
●
●
Myriophyllum
●
●
●
●
age
● ●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●● ●
●
●
●
●
●
●
0 10000
Myriophyllum (nb replica*nb séquence d'ADN)
age
●
●
7
Indicateur du contenu en matière organique
●
5
●
● ●
●
●
●
●
●
●
●
age
●
●
●
●●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●●
●
●
●
●
●●
0.5 3
●
●
●
● ●
● ●
●
●
●●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●●
●
●
●
●●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● ●
●
●
●
●
●
●
●
●
● ●
●
●
●
●●
●
●
● ●●
●
●
●
●
●
● ●
●
●
●●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
● ●
●
●
●
●
●
●
●
●
● ●
●
●
●● ●
● ●● ●
●
●
●
●
●
●
●●
●
●
●
●
● ● ● ●●● ●
●
●
● ●
●
● ●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●●
●
●
●
●
●
● ●●
●
●
●
●
●
0.3
Indicateur de l'érosion
age
0.1
Taux sed cm/an
Paf 550°(%)
nb replicas*nb séquences
Nb replicats
4 0
Nb replicats
●
0
500
1000
age (années
ageav/ap J.C.)
Résultats de C. Giguet-Covex
1500
2000
1870-1950
Un lac transparent à ceinture macrophytique et bonne productivité
pélagique
Sans poisson
.022
1950
Introduction des ombles
Prédation visuelle sélective par la taille
.023
1950-mi1980’s
Disparition des gros cladocères pélagiques et littoraux,
Substitution par espèces de petite taille, et plus ubiquistes
Réallocation des nutriments et effet d’ombrage
!disparition de la ceinture macrophytique
Accumulation MO
.024
mi1980’s-2003
Enrichissement par les eaux usées du refuge
Augmentation de la production pélagique
Accumulation MO
.025
Depuis 2007?
Amélioration de la transparence des eaux et développement de la
production littorale.
Production pélagique relativement importante
Perte de diversité (espèces ubiquistes)
Découplage trophique et anoxie hivernale
Accumulation MO
.026
HISTOIRE DE DYSTROPHIE FONCTIONNELLE
Introduction poissons
(1950)
Accumula'on*MO*
Eaux usées (1980)
Accumula'on*MO*
2003: Traitement des eaux usées et?
Accumula'on*MO*
N sources
δ15N (‰)
-1
0
1
0
2
3
4
5
5
4
Dépôt d’azote atmosphérique?
5
10
1983-1987
3
Déprise
15
2003
1950
20
Depth (cm)
25
2
30
1870-1880
35
Retour du pastoralisme avec amélioration des conditions climatiques?
40
45
1
50
55
60
65
80
MO Sédiment
75
Cladocères
70
*
*
Abundance (nb.gsedww-1)
Pelagic
N/P >230
actuellement
Littoral-Benthic
Macrophyteassociated
*Highly sensitive to
fish predation
Le déséquilibre minéral (stœchiométrie) comme un facteur de
dystrophie
Des indices…
Expérience de Bioessai
(Lepori et al, 2014)
L’ajout d’azote augmente la production
benthique mais diminue son transfert
trophique vers les consommateurs
Lac Canard
40
N+P
OPEN-N+P
N
CLOSED-N
0
OPEN-N
Green algae
Cyanobacteria
Diatoms
CLOSED-Un
CLOSED-N+P
Un
OPEN-N+P
N+P
60
20
0
OPEN-Un
N
1
Green algae
Cyanobacteria
Diatoms
0
Un
2
40
20
0
% of total cell density
60
OPEN-N
1
80
3
CLOSED-Un
2
Chlorophyll-a [µg cm-2]
3
100
OPEN
CLOSED
80
% of total cell density
Chlorophyll-a [µg cm-2]
OPEN
CLOSED
4
Lac Crécerelle
Lac Crécerelle
OPEN-Un
100
CLOSED-N
Lac Canard
4
B
A
Hypothèse de travail sur les causes de dystrophie
du lac de la Muzelle
P ê
N/Pé
Transparence é
Photosynthèse pélagique
(filamenteuses ou coloniales)
« impasse trophique »
Photosynthèse benthique estivale
(filamenteuses)
Anoxie sous glace
Accumula'on*MO*
ENCORE DES MYSTERES…
Plan Vianney?
Plan Vianney
8
7
6
δ15N(‰ )
5
4
3
CHYDO
2
CHIRO
1
PV-FISH-2012-JUL
PV-FISH-2012-SEP
0
"PV-FISJ-2012-May"
-1
PV-FISH-2011-OCT
-2
Perga ME / ECOLOGIE DU LAC DE LA MUZELLE
-32
-27
-22
-17
δ13C(‰ )
-12
.031
28 /11 /2014
Contributions de
YM Nellier, E. Naffrechoux, F. Arnaud, E. Malet, M.
Armand, P. Fanget, C. Giguet-Covex, J. Guillard, L.
Fouinat, P. Sabatier, F. Lepori, C. Pignol, L. Lainé, D.
Pobel, N. Cottin, L. Rodriguez, R. Bruel, C. Sagot, J.
Toury, F. Arthaud, Serge & Denis…
Le déséquilibre stœchiométrie comme un facteur de dystrophie
Des indices…
Des traces d’azote atmosphériques partout….
.033
Le déséquilibre stoechiométrique comme un facteur
de dystrophie
Des indices…
Une tendance à la benthisation des réseaux trophiques
.034