Control of phytoplankton photosynthetic activity in coastal systems : use of spectral fluorescence and modulated fluorometry
Contrôle de l’activité photosynthétique du phytoplancton en milieu côtier : utilisation de la fluorescence spectrale et de la fluorimétrie modulée
Résumé
Dynamics of phytoplankton photosynthetic activity were characterised in a macrotidal coastal ecosystem (the Strait of Dover, eastern English Channel) and related to environmental conditions. Spatial and temporal variability of photosynthetic parameters were studied at different scales, between September 2008 and August 2010. The level of variability and controlling factors of photosynthetic parameters depend on the scale considered. In space, no gradient of photosynthetic parameters was found between coastal and offshore waters. By contrast, within the water column, variations of the maximum quantum yield (Fv/Fm), the maximum electron transport rate (ETRm) and the light saturation coefficient (Ek) in relation to the light history of cells were observed. At short time scale (from hour to the scale of a neap-spring tide cycle), considerable variations of photosynthetic parameters were observed. Light conditions, temperature and nutrient availability were the main controlling factors. At longer time scale (from fortnightly to inter-annual scales), Fv/Fm, α (the maximal light utilization efficiency) and ETRm varied without any clear seasonal cycle. By contrast, Ek followed the seasonal variations of light except during summer where its changes of Ek were small compared to the light variability. At these time scales, close interplays between shifts of phytoplankton communities and changes of light, temperature and nutrient availability controlled the variability of photosynthetic parameters.
Les dynamiques de l’activité photosynthétique du phytoplancton ont été caractérisées dans un écosystème côtier macrotidal (le Détroit du Pas-de-Calais, Manche orientale) et associées aux conditions environnementales. La variabilité spatiale et temporelle des paramètres photosynthétiques a été étudiée à différentes échelles, entre Septembre 2008 et Août 2010. Le niveau de variabilité et les facteurs de contrôle des paramètres photosynthétiques dépendent de l’échelle considérée. Au niveau spatial, aucun gradient des paramètres photosynthétiques n’a été trouvé entre la côte et le large. A l’inverse, au sein de la colonne d’eau, des variations du rendement quantique maximum (Fv/Fm), du taux de transport maximum des électrons (ETRm) et du coefficient de saturation lumineuse (Ek), en lien avec l’histoire lumineuse des cellules, ont été observées. Aux courtes échelles de temps (de l’heure à l’échelle d’un cycle de marée morte-eau/vive-eau), des variations considérables des paramètres photosynthétiques ont été observées. Les conditions lumineuses et la disponibilité des nutriments étaient les principaux facteurs de contrôle. Aux plus grandes échelles de temps (de l’échelle semi-mensuelle à l’échelle pluriannuelle), Fv/Fm, α (l’efficacité maximale d’utilisation de la lumière) et ETRm variaient sans cycle saisonnier clair. Par opposition, Ek suivait le cycle saisonnier de la lumière. A ces échelles, les interactions entre les successions des communautés phytoplanctoniques et les changements de lumière, de température et de disponibilité en nutriments contrôlaient la variabilité de l’activité photosynthétique.