| Resumo: |
The study aimed at quantifying the spatio-temporal evolution of microphytobenthic biomass in intertidal mudflats of Marennes-Oléron Bay. To reach this goal, a dynamic model has been proposed, including processes of primary production, active migration of epipelic diatoms and biomass lasses due to mortalities on one hand and resuspension in the water column during submersion on the other hand. The spatialisation is given by a hydrodynamic madel which calculates the water height everywhere. The photic environment of microphytobenthos is described in a discrete way, by means of two layers: the biofilm of epipelic algae « S »on the top of the sediment and the fust centimeter of the mud « F ». The endogenous vertical migration rhythm of epipelic algae controls the cell exchange between both layers: (i) an upward movement from F to S during the diurnal exposure period and a downward movement from S to F during night exposure and submersion periods. Because of this behavioural difference, two systems of ordinary differentiai equations have been formulated. During the diurnal exondation, only microalgae at the surface are able to photosynthesize at the level of the incident radiations. However, the number of cells in S is limited, and the exchanges from F to S are density-dependent. Production processes were studied experimentally; particularly, the shortterm temperature effect on the microphytobenthic photosynthetic capacity (Pmax) was quantified. In relation to it, a madel of the Mud Surface Temperature dynamics was developped to analyse the spatio-temporal dynamics of MST and Pmax. It was thus found out that microalgal photosynthesis exhibited thermo-inhibition during summer on mudflats. Loss terms were frrst considered to be global and were formulated as linear functions of the microphytobenthic biomass. It is shown that such a system, with fast commutations from one state to the other, reaches a cyclic equilibrium which was further validated by observed data series. In addition, the model reproduces the characteristics of the local seasonal dynamics and particularly the decrease of biomass in summer. However, the loss processes were not defmed weil enough to allow an accurate representation of the observed spatial structures. Sorne theoretical developments are proposed to improve the model formulation ; such new perspectives call for additional experiments in conjunction with the modelling approach. So, the existing system of equations can be used as a basis for future developments with the aim of testing hypotheses about microphytobenthos dynamics.
L'objectif de l'étude est de quantifier la dynamique spatiotemporelle de la biomasse microphytobenthique des vasières intertidales de Marennes-Oléron. Un modèle dynamique local a été formulé dans ce but; il incorpore les processus de production, de migration active des microalgues épipéliques et de pertes de biomasse par mortalités et par remise en suspension dans la colonne d'eau. La spatialisation est conditionnée par un modèle hydrodynamique qui calcule la hauteur d'eau en tout point. L'environnement photique du microphytobenthos est décrit de façon discrète par une couche "S" de diatomées en surface du sédiment et une couche "F" représentant le centimètre superficiel de la vase. La migration verticale active des cellules définit les échanges entre ces deux couches, orientés du fond vers la surface en période d'exondation diurne et de la surface vers le fond en périodes d'exondation nocturne et de submersion. A cause de cette différence de comportement migratoire, deux sous-sytèmes d'équations différentielles ont été formulés. Pendant la période d'exondation diurne, seules les algues en surface peuvent photosynthétiser, en bénéficiant de la totalité de la lumière incidente; le nombre de places en surface est limité si bien que les échanges «du fond vers la surface» sont densité-dépendants. Les processus de production ont été étudiés expérimentalement ; en particulier, le contrôle à court-terme de la capacité photosynthétique par la température a été mis en équation. Par la suite, un modèle décrivant la dynamique de la température de surface de la vase a permis de caractériser le forçage des potentialités de production à l'échelle de l'écosystème et a mis en évidence un phénoméne de thermo-inhibition qui se généralise en été. Les processus décrivant les pertes de biomasses sont considérés comme globaux et sont des fonctions linéaires de la biomasse rnicrophytobenthique. Il a été montré qu'un tel système, commutant rapidement entre les deux états (exondation diurne et exondation nocturne+submersion), atteignait un équilibre cyclique, validé localement par des observations. Le modèle peut en outre expliquer la dynamique saisonnière, particulièrement la baisse locale de biomasse en été. Cependant, les processus qui décrivent les pertes de biomasse ne sont pas assez bien définis pour permettre de représenter correctement les structures spatiales observées. Des perspectives sont proposées pour y remédier, qui nécessitent de nouvelles expérimentations ; le modèle existant peut alors servir de base pour tester les hypothèses du fonctionnement du système.
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