Métabolisme des flux - Stream metabolism

Le métabolisme des cours d'eau , souvent appelé métabolisme des écosystèmes aquatiques dans les écosystèmes d' eau douce (lacs, rivières, zones humides, ruisseaux, réservoirs) et marins, comprend la productivité primaire brute (PPB) et la respiration des écosystèmes (RE) et peut être exprimé en production nette des écosystèmes ( NEP = GPP - ER). De manière analogue au métabolisme au sein d'un organisme individuel , le métabolisme des cours d'eau représente la manière dont l' énergie est créée ( production primaire ) et utilisée ( respiration ) au sein d'un écosystème aquatique . Dans les écosystèmes hétérotrophes , GPP:ER est <1 (écosystème utilisant plus d'énergie qu'il n'en crée) ; dans les écosystèmes autotrophes , il est > 1 (l'écosystème crée plus d'énergie qu'il n'en consomme). [1] La plupart des cours d'eau sont hétérotrophes. [2] Un écosystème hétérotrophe signifie souvent que les apports allochtones (provenant de l'extérieur de l'écosystème) de matière organique , tels que les feuilles ou les débris, alimentent les taux de respiration de l'écosystème, entraînant une respiration supérieure à la production au sein de l'écosystème. Cependant, les voies autochtones (provenant de l'écosystème) restent également importantes pour le métabolisme dans les écosystèmes hétérotrophes. Dans un écosystème autotrophe, à l'inverse, la production primaire (par les algues , les macrophytes ) dépasse la respiration, ce qui signifie que l'écosystème produit plus de carbone organique qu'il n'en respire.

Le métabolisme du cours d'eau peut être influencé par divers facteurs, notamment les caractéristiques physiques du cours d'eau (pente, largeur, profondeur et vitesse/volume d'écoulement), les caractéristiques biotiques du cours d'eau (abondance et diversité d'organismes allant des bactéries aux poissons ), disponibilité de la lumière et des nutriments pour alimenter la production primaire, la matière organique pour alimenter la respiration, la chimie et la température de l'eau, et les perturbations naturelles ou d'origine humaine, telles que les barrages, l'élimination de la végétation riveraine , la pollution par les nutriments , les incendies de forêt ou les inondations .

La mesure de l'état métabolique du cours d'eau est importante pour comprendre comment les perturbations peuvent modifier la productivité primaire disponible, et si et comment cette augmentation ou cette diminution de la NEP influence la dynamique du réseau trophique, les voies allochtones/autochtones et les interactions trophiques. Le métabolisme (englobant à la fois RE et GPP) doit être mesuré plutôt que la productivité primaire seule, car la simple mesure de la productivité primaire n'indique pas une production excédentaire disponible pour les niveaux trophiques supérieurs. Une méthode couramment utilisée pour déterminer l'état métabolique d'un système aquatique est celle des changements quotidiens de la concentration en oxygène, à partir desquels le GPP, le RE et le métabolisme quotidien net peuvent être estimés.

Les perturbations peuvent affecter les relations trophiques de diverses manières, par exemple en simplifiant les réseaux trophiques , en provoquant des cascades trophiques et en déplaçant les sources de carbone et les principales voies de flux d'énergie (Power et al. 1985, Power et al. 2008). Une partie de la compréhension de l'impact des perturbations sur la dynamique trophique réside dans la compréhension des impacts des perturbations sur le métabolisme des cours d'eau (Holtgrieve et al. 2010). Par exemple, dans les cours d'eau de l'Alaska, la perturbation du benthos par le frai du saumon a causé des changements distincts dans le métabolisme des cours d'eau; les cours d'eau autotrophes sont devenus nets hétérotrophes pendant la période de frai , puis sont revenus à l'autotrophie après la saison de frai (Holtgrieve et Schindler 2011). Il est prouvé que cette perturbation saisonnière a un impact sur la dynamique trophique des invertébrés benthiques et à leur tour sur leurs prédateurs vertébrés (Holtgrieve et Schindler 2011, Moore et Schindler 2008). Les perturbations causées par les feux de forêt peuvent avoir des impacts métaboliques et trophiques similaires dans les cours d'eau.

Voir également

Les références