Contribution à la compréhension du fonctionnement du golfe de Gabès : étude des caractéristiques dynamiques et structurales des communautés phyto-zooplanctoniques en relation avec la variabilité environnementale et les caractéristiques hydrographiques des zones côtières et océaniques

Structure and dynamics of phytoplankton and zooplankton communities coupled with hydrographic and environmental conditions in coastal and oceanic areas of the gulf of Gabes

• Auteur / Autrice : Zaher Drira
• Direction : Lotfi Aleya
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Besançon en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Franche-Comté. UFR des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gabès, Golfe de (Tunisie)

Hydrographie

Zooplancton

Résumé

Dans la première partie de ce travail, le candidat a présenté au premier chapitre le site d'étude et la mise au point des différents protocoles expérimentaux nécessaires à l'estimation des paramètres biotiques (phytoplancton et zooplancton). Les protocoles des mesures des différents paramètres abiotiques (température, densité, salinité, quantité d'oxygène dissout, matières en suspension, et sels nutritifs) sont également présentés. En effet, le suivi des paramètres physico-chimiques et leurs relations avec les facteurs biotiques est nécessaire pour caractériser le statut trophique des eaux du golfe de Gabès. Dans le deuxième chapitre, on a mis en évidence le changement à l'échelle spatiale durant une campagne estivale effectuée au mois de Juillet 2005 et à l'échelle spatio-temporelle de la dynamique des communautés phytoplanctoniques et zooplanctoniques durant quatre campagnes d'échantillonnages réalisées dans différentes périodes de l'année (Juillet 2005, Mai-Juin 2006, Septembre 2006 et Mars 2007) en relation avec les conditions hydrologiques. Les changements relatifs à la qualité de l'eau au niveau de la côte sont strictement influencés par les apports terrigènes dus aux activités industrielles et anthropiques dans le golfe de Gabès, alors que le courant Atlantique qui arrive dans cette région est le principal facteur affectant ainsi la structuration et l'organisation du phytoplancton et du zooplancton dans les régions océaniques. Ainsi, le golfe de Gabès est caractérisé par une stratification estivale affectant le développement du phytoplancton et du zooplancton. Il est caractérisé par la coexistence des masses d'eaux différentes à savoir Méditerranéenne et Atlantique modifiées (MA W) qui pourraient être des facteurs déterminant la structuration et la distribution du phytoplancton et du zooplancton sur toute la colonne d'eau. La répartition spatiale a montré que la structure des communautés phytoplanctoniques et zooplanctoniques d~ le golfe de Gabès est organisée suivant un gradient côte-large. En effet, l'étude du phytoplancton dans le golfe de Gabès est très complexe suite à l'interaction de divers facteurs (mouvements hydrologiques, interférences urbaines, trafic maritime. . . ) et sa compréhension nécessite des études à long terme. Pour le moment, l'étudiant a suggéré que l'enrichissement des zones côtières en éléments nutritifs peut avoir comme origine, l'activité urbaine et industrielle constituant les éléments essentiels dans le contrôle de l'eutrophisation côtière au niveau du golfe de Gabès. En fait, l'étude de la répartition spatiale du phytoplancton a montré que la classe phytoplanctonique des dinoflagellés, y compris les espèces toxiques, non toxiques et les kystes, sont des composantes importantes de la communauté phytoplanctonique dans le Golfe de Gabès. La présence des espèces toxiques fait l'objet d'un grand projet de recherche vu que leur présence peut induire des effets nocifs pour la santé humaine. En plus, une abondance excessive de l'espèce toxique Karenia selliformis près de l'île de Djerba, revêt une importance socio-économique. L'azote présent d'une façon excessive est dérivé principalement des engrais, des déchets des animaux et de la combustion des carburants. L'île de Djerba constitue un lieu stratégique dans le golfe de Gabès, marquée par une importante richesse phytoplanctonique (kystes de dinoflagellés). L'étude des variations spatio-temporelles du phytoplancton montre la relation étroite qui existe entre les structures hydrographiques (à partir des conditions de mélange à la stratification complète) au niveau du golfe de Gabès. En ce qui concerne le zooplancton, le candidat a montré que les copépodes sont les plus abondants et représentent entre 69 et 83% du zooplancton total dans le golfe de Gabès. La densité des copépodes augmente graduellement avec l'augmentation de la température moyenne de l'eau, et ceci à partir de l'apparition de la thermocline (Mai-Juin 2006) jusqu'à son établissement complet caractérisant ainsi la période estivale (Juillet 2005 et Septembre 2006). Quand la colonne d'eau est bien mélangée (Mars 2007) on note une diminution de l'abondance des copépodes. Aussi, ces derniers sont caractérisés par la dominance des cyclopoïdes représentés par l'espèce Oithona nana. Contrairement au zooplancton dont la plus forte abondance est observée pendant la période de haute stratification, le phytoplancton prolifère intensivement pendant les conditions de semi-mélanges. En plus, les teneurs en chlorophylle a (phytoplancton), montrent une distribution inversement proportionnelle à celle des copépodes témoignant la relation trophique de broutage entre les copépodes et le phytoplancton.

In the first chapter, we describe the gulf of Gabes and the initiation of the different experimental protocol to estimate the biological parameters such as phytoplankton and zooplankton. The protocol for physical and chemical measurements (temperature, water density, dissolved oxygen, suspended matter and nutrients compounds) was also detailed in this study. The relation-ship between physico-chemical and biological parameters was studied to characterize the trophic stature in the gulf of Gabes. In the second chapter, we have studied during a summer cruise (July 2005) the spatial distribution of phytoplankton and zooplankton communities. The spatial and temporal variations of these latter were also studied during four different sampling periods (July 2005, May-June 2006, September 2006 and March 2007) in relation with hydrographic conditions. The phytoplankton community distribution in the Gulf of Gabes occurs throughout the coastal-open sea gradient. The phytoplankton ecology in the Gulf of Gabes is complex due to the interaction of various factors (water movements, urban interferences, marine traffic. . . ). Therefore, it seems that urban interferences might be crucial in inducing phytoplankton growth along the coast. Nutrient loading, urban and industrial wastes were the essential comerstones of the aquatic eutrophication control at least the coastal water of the Gulf and therefore the degradation of the water quality and influencing the proliferation of phytoplankton (including toxic dinoflagellates). The Gulf of Gabes is characterized by an oligotrophic status and particularly by the existence of a summer stratification which impacts on phytoplankton development chiefly in the off-shore area. In the open sea, the coexistent of different water masses, namely the Mediterranean water and the MA W could be deterrnining factors of phytoplankton development. In addition, the coastal area and particularly the socio-economically important Djerba Island reveal high toxic species K. Selliformis, suggesting that excess reactive nitrogen is derived primarily from fertiliser applications, animal wastes and fuel combustion. For the zooplankton community, copepods in the gulf of Gabes were the most abundant throughout the sampling period, contributing from 69 to 83% of the total zooplankton. The copepod density was gradually more important with the increasing of water temperature values started in May-June 2006 until a therrnocline established in summer period (July 2005 and September 2006). Ln contrast, during March 2007 in which the water column was well-mixed, the copepod abundance was decreased. The copepod community was dominated by Cyclopoid representing by Oithona nana species. The zooplankton community was dominant in the stratified period, however the phytoplankton community was more developed in semi-mixed conditions (May-June 2006), suggesting a grazing of the phytoplankton by copepod.