Z. marina

Les herbiers de phanérogames marines :
intérêt, fonctionnalité, écologie et biologie
Isabelle Auby, Martin Plus
Séminaire RSL - macrophytes, Montpellier 14 avril 2011
Biologie, écologie, caractéristiques remarquables
Séminaire RSL - macrophytes, Montpellier 14 avril 2011
Biologie, écologie, caractéristiques remarquables
➢
Plantes à fleurs : capables de reproduction sexuée, de colonisation à partir de
graines
➢
Croissance végétative par allongement des rhizomes et production de clones
➢
Forte tolérance aux variations du milieu (salinité, température, turbidité)
➢
Pompage de nutriments à la fois dans la colonne d'eau et dans le sédiment, dotées
de capacité de conservation et de réallocations des ressources
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Biologie, écologie, caractéristiques remarquables
➢
Production très importante : Rôle écologique important, base d'écosystèmes
comptant parmis les plus productifs du monde (500-1000 gC.m-2.an-1)
Biomasses
(gPS/m²)
Production
(gPS/m²/j)
Forêts tropicales
45 000
5.2
Whittaker (1975)
Cultures
1 000
1.8
Whittaker (1975)
Savannes
4 000
2.4
Whittaker (1975)
2.7
Lugo et al. (1988)
Whittaker (1975), Crossland et al. (1991)
Mangroves
Références
Récifs coralliens
2 000
0.8
Phytoplancton
9.2
0.35
Macroalgues
40.7
1.0
Cebrián & Duarte (1994), Charpy-Robaud &
Sournia (1990)
Phanérogames marines
461
2.7
Duarte & Chiscano (1999)
Cebrián & Duarte (1994)
In Seagrass ecology, Hemminga & Duarte (2000)
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Les espèces présentes dans les lagunes méditerranéennes
Potamogeton pectinatus
faible salinité
(2-12)
Ruppia cirrhosa
salinité moyenne
ou élevée
(2-40)
Zostera noltii
Zostera marina
(5-40)
(10-40)
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Exemple de l'étang du Vaccarès – Zostera noltii
Charpentier et al. (2005) : salinité - turbidité
➢
Crue du Rhône durant l'hiver 1993-1994, puis pluviométie importante durant les
années suivantes
➢
minimum de salinité (4 en 1997)
Ré-augmentation de la salinité à partir de 1997
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Exemple de l'étang du Vaccarès – Zostera noltii
➢
Disparition quasi-totale des herbiers de
zostères naines
➢
Pas de remplacement par P. pectinatus ou
R. cirrhosa pourtant présentes dans des
étangs voisins et dans le Vaccarès dans les
années 1960-70
➢
Recolonisation progressive des zones où
les zostères avaient disparu
➢
En 2003, les 3 espèces cohabitaient (en
plus de 2 Charophytes absentes avant 1996)
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6 index de couverture: 0, <5%, 5–25%, 25–50%, 50–75%, >75%
Exemple de l'étang de Thau – Zostera marina
Plus et al. (2003) : Crise anoxique
Malaïgue du 24 au 27 août 1997
Photo J.-M. Deslous-Paoli
Disparition totale des macrophytes de la
zone touchée :
Z. marina, Gracilaria spp., Alsidium
coralinum, Ulva spp., codium fragile ...
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Photo J.-M. Deslous-Paoli
Exemple de l'étang de Thau – Zostera marina
➢
Recolonisation rapide des zones impactées
par germination des la banque de graine du
sédiment
➢
Taux de survie des jeunes plants important
(79%)
➢
2 phases : 1) recrutement de nouvelles
pousses 2) croissance en longueur des
feuilles
➢
Pas d'inflorescence durant la première
année de recolonisation
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Intérêts des herbiers de phanérogames
➢
Assimilation des nutriments dans une biomasse peu labile
➢
Oxygénation des eaux et des sédiments
Flux nets d'O2
(mg/m²/h)
Référence
Z. noltii (Arcachon)
960
Welsh et al. (2000)
Z. noltii (Thau)
670
Plus et al. (2001)
Z. marina (Chesapeake) 452
Murray & Wetzel (1987)
➢
Source de nourriture, base de la chaîne trophique
➢
Habitat pour les bactéries, les invertébrés et les poissons
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Intérêts des herbiers de phanérogames
➢
Stabilisation du sédiment, limitant la remise en suspension des particules fines et
favorisant la transparence de l'eau
➢
Atténuation des vagues
➢
Protection du trait de côte
➢
Puits de carbone pour l'atmosphère (3-182 gC/m²/an) : en moyenne 10% de la
production annuelle (non négligeable à l'échelle de la biosphère; 0.08 PgC/an)
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Un compartiment « tampon » pour les nutriments des lagunes
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Les phanérogames marines : source de nourriture
Oiseaux : consommateurs de plantes vivantes
Fuligule milouin
Cygne tuberculé
Foulque macroule
Nette rousse
Canard chipeau
Canard siffleur
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Les phanérogames marines : source de nourriture
Autres consommateurs de plantes vivantes, dégradées ou d’épiphytes
Crustacés : Idotées
Echinodermes : Oursins
Poissons : Hippocampe
Annélides : oligochètes
Mollusques : Gibbules - Hydrobies
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Le développement d'un biotope associé
La présence d’herbiers favorise :
●
La diversité et l’abondance de la faune aquatique (y compris des espèces
pêchées) :
●
➢
abri contre les prédateurs,
➢
accroissement de l’hétérogénéité spatiale de l’habitat,
➢
oxygénation de la rhizosphère
La diversité et l’abondance d'une flore epiphyte composée de macroalgues, de
microalgues et de bactéries phototrophes. Ces épiphytes utilisent le limbe des
feuilles comme substrat physique et profitent des substances carbonées et azotées
excrétées par les plantes
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Les phanérogames marines : stabilisatrices du sédiment
En réduisant les contraintes hydrodynamiques qui s’appliquent au niveau des
sédiments qu’ils colonisent, les herbiers interviennent en tant que stabilisateurs de
leur substrat, limitant les effets de l’agitation de l’eau sur le taux de remise en
suspension des particules fines.
Thèse F. Ganthy (pers. com.)
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Les phanérogames marines : stabilisatrices du sédiment
Sédiment nu
Zostères
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Les phanérogames marines : stabilisatrices du sédiment
Sédiment nu
Zostères
La présence de Phanérogames favorise ainsi indirectement la transparence de l’eau
et, de ce fait, la production primaire globale des étangs
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Principaux facteurs de dégradation des herbiers
Facteur
Causes anthropiques
Eutrophisation (blooms de micro et
Epandages d’engrais sur le bassin
macroalgues opportunistes)
versant, rejet eaux usées
Destruction mécanique
Pêche à pied - Pêche à la drague
Tempêtes
Ancrages et hélices des bateaux
Broutage par les herbivores
Modifications bathymétriques
Dragages, réensablement
Comblement, érosion
Diminution de l’éclairement
Remise en suspension des
Fortes dessalures (crues des
particules fines par dragages
fleuves côtiers)
Agitation de l’eau due à la navigation
Teneurs en herbicides préjudiciables Epandages sur le bassin versant
à la survie/croissance
(agricoles et non agricoles)
Peintures anti-salissures
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Causes naturelles
La présence d'herbiers, un indicateur de la qualité du milieu
“The health status of seagrass beds is considered as a bio-indicator of the quality of
tidal ecosystems” Duarte (1999)
hautement
anthropisé
vierge
Un des éléments d'appréciation de l'état écologique
d'une masse d'eau
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La présence d'herbiers, un indicateur de la qualité du milieu
La directive européenne cadre sur l'eau ...
Etat chimique
Etat physico-chimique
Macroalgues
Etat écologique
Etat biologique
Angiospermes
Phytoplancton
Etat hydro-morphologique
Benthos
Poissons
... quels sont les critères retenus pour qualifier l'état des herbiers ?
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La présence d'herbiers, un indicateur de la qualité du milieu
... cela dépend des sites et des espèces !
pour les zostères en Manche & Atlantique, 3 métriques sont retenues :
➢
Composition taxinomique : évolution du nombre d’espèces
au cours du temps (2 espèces prises en compte, Z. noltii et
Z. marina)
➢
Densité des herbiers (abondance, biomasse ou
... tous les ans
recouvrement) : état de la densité actuelle par rapport à la
plus grande densité historique connue
➢
Extension spatiale de l’herbier : état de l’extension actuelle
par rapport à la plus grande extension historique connue
(post épidémie des années 1930 qui décima Z. marina).
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... tous les 6 ans
La présence d'herbiers, un indicateur de la qualité du milieu
À titre d'exemple ...
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La valeur économique des herbiers de phanérogames marines
A Dollar value on seagrasses ...
Unsworth & Cullen (2010)
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La valeur économique des herbiers de phanérogames marines
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