Production primaire au niveau de la thermocline en zone néritique de Méditerranée Nord-Occidentale

Abstract

Vertical profiles of physical, chemical and phytoplanktonic parameters are described, at the level of the thermocline, in the area of Banyuls-sur-Mer, France. The results show that the thermocline divides two masses of water: (1) Mediterranean surface water with low nutrient concentrations and a salinity below 38.00 ‰; (2) deep, nutrient-rich upwelled water (N−NO₃ >3 μat-g·l^-1, P−PO₄>0.3 μat-g·l^-1, >38.30 ‰ S), which comes from the upper limit of the Mediterranean intermediate water, usually located at the 200 m level. Consequently, conditions are suitable for high production rates at the bottom of the thermocline, where Chl a is above 0.5 mg·m^-3; dominant species are Nitzschia delicatissima and N. pungens. A diagram is presented explaining the different effects of the pycnoclines on primary production: eutrophication at the pycnocline levels is the result of passive accumulation of phytoplankton and organic matter during sedimentation, and/or of reduced diffusion of nutrients from deep waters towards the surface.

Résumé

• 1. La thermocline s'établit fin juin dans la région de Banyuls, vers 30 m de profondeur. On observe, à son niveau, de forts gradients de salinité et de sels nutritifs.

• 2. La discontinuité thermique sépare deux masses d'eau différentes: au dessus, l'eau superficielle méditerranéenne, épuisée en réserves nutritives, dont la salinité est voisine de 38,00‰, et en dessous, une eau dont la salinité dépasse parfois 38,30‰ et qui est riche en sels nutritifs: souvent plus de 3 μat-g N−NO₃·l^-1, et plus de 0,25 μat-g P−PO₄·l^-1.

• 3. On observe, au tiers inférieur de la thermocline, un phytoplancton abondant: la teneur en chlorophylle a dépasse 0,5 μg·l^-1, la production est proche de 10 mg C·m^-3 (pour 6 h d'incubation à 12000 lux). Au-dessus de la thermocline, production et biomasse sont faibles: moins de 0,1 μg Chl a·l^-1 et moins de 4 mg C·m^-3. En dessous, la chlorophylle est toujours supérieure à 0,2 μg·l^-1 et la production à 8 mg·m^-3.

• 4. La distribution des diatomées, groupe dominant, souligne moins nettement les effets de la thermocline. Les espèces principles sont: Nitzschia delicatissima, N. pungens et N. closterium.

• 5. A Banyuls, la thermocline sépare deux écosystèmes: en surface, un écosystème mûr caractéristique d'eaux à faibles réserves nutritives, en profondeur, un écosystème jeune à forte production mais à rendement médiocre.

• 6. L'eau située sous la thermocline a pour origine l'horizon supérieur de l'eau intermédiaire méditerranéenne située normalement vers 200 m. Cette eau est sous-saturée en oxygène: 4,30 ml·l^-1.

• 7. L'augmentation de la production au niveau des barrières de densité peut être due à trois modes d'action: accumulation passive de phytoplancton; minéralisation du matériel organique accumulé permettant une «regenerated production»; ralentissement de la diffusion, vers la surface, des sels nutritifs des eaux profondes, ce qui favorise la «new production».

• 8. Pendant l'été 1970, à Banyuls, l'élévation de la production à la base de la thermocline correspond à la remontée de l'eau intermédiaire riche en sels nutritifs qui ne peuvent diffuser vers la surface en raison du gradient de densité. Ces conditions hydrologiques sont tout à fait inhabituelles.