BIOMASSE ET BIOLOGIE Du PHYTOPLANCTOM LE LONG DE...
BIOMASSE ET BIOLOGIE Du PHYTOPLANCTOM
LE LONG DE LA PETITE CÔTE SÉNÉGALAISE
RELATIONS AVEC L'HYDROLOGIE
Par
Alssatou DIA
f?APPORT INTERNE
No 44
BIOIVGASSE E T B I O L O G I E
D U P H Y T O P L A N C T O N L E L O N G
D E L A P E T I T E C O T E S E N E G A L A I S E
R E L A T I O N S A V E C L ' H Y D R O L O G I E
RAPPORT PRESENTE
Put
Aïssatou DIA C h e r c h e u r à l ’ e s s a i
.
R E S U M E
Les résultats fournis par sept campagnes océanographi-
ques
entre Dakar et Joal ont permis de suivre l’évolution
de la biomasse phytoplanctonique de la fin-de la saison
chaude (novembre) à la période d’intensification maxima 1 e
( mars ) des upwellings côtiers le long
de la “Petite Côte”
sénégalaise.
Les variations de la biomasse phytoplanctonique suivent
étroitement les conditions hydrologiques.
Les upwellings côtiers au niveau de Popenguine et de
Pointe Rouge provoquent un accroissement considérable de la
chlorophylle 2 qui dépasse 13Vg/l en fin mars alors qu’en al-
lant vers le large les concentrations chlorophylliennes sont
moins importantes.
Les eaux froides issues
de l’activité des upwellings
favorisent en début mars une poussée phytoplanctonique dans
laquelle la diversification des espèces est faible. Les dia-
tomées dominent largement et sont essentiellement des espèces
cosmopolites. La multiplication des cellules est très active
sans qu’il y ait mélange de populations distinctes.
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058
-7
S O M M A I R E
INTRODUCTION
1. PRESENTATION 'DU MILIEU
2. METHODES D'ETUDE
2.1. Stations hydrologiques
2.2. Echantillonnage du phytoplancton
2.3. Les dosages
3. VARIATIONS DE LA BIOMASSE PHYTOPLANCTONIQUE
3.1. Période d'eaux chaudes
3.2. Période d'eaux froides
3.3. Conclusion
4. BIO'LOGIE DU PHYTOPLANCTON
4.1. Aperçu quantitatif et systèmatique des esp0ces recueillies
4.1.1. Tableau de fréquence des espèces récoltées
4.2. Relevé systématique et aperçu de la distribution des espèces
phytoplanctoniques
4.2.1. Les Diatomées
4.2.2. Les Dinoflagellés
4.3. Succession et écologie des populations phytoplanctoniques
4.4. Comparaison des deux méthodes d'étude du phytoplancton : dosage de
la chlorophylle 2 - numération
4.5. Conclusion
5. CONCLUSIONS GENERALES
I N T R O D U C T I O N
Il est communément admis et démontré que l'abondance des ressources
halieutiques dépend en grande partie de la capacité des espèces à se repro-
duire plus ou moins suivant les années et donc des conditions d'environnement
rencontrées par les juvéniles dans la frange côtière.
L'établissement d'un modèle rendant compte de l'influence du milieu
sur l'intensité de la ponte et la survie des juvéniles permettrait de prévoir
les fluctuations annuelles de recrutement dans les pêcheries et par 13 même
d'adapter l'effort de pêche aux conditions prévisibles d'abondance des stocks
exploitables.
Au Sénégal, la zone principale de concentration de juvéniles de toutes
espèces se situe le long de la Petite Côte (entre le Cap-Vert et l'embouchure
du Saloum). Notre étude se déroule au niveau de cette "nurserie'" et s'inscrit
dans un programme de recherche sur "l'incidence de l'environnement sur l'a-
bondance et la disponibilité des ressources halieutiques au Sénégal".
Notre zone d'étude est sous l'influence d'un phénomène océanique par-
ticulier, l'upwelling,
contribuant à la formation d'une zone de haute pro-
ductivité. En effet, dans un upwelling, les eaux riches en sels nutritifs à
une profondeur de quelques centaines de mètres ou plus, sont amenées sous
3
i isc.ion du vent dans la zone euphotique au voisinage de la côte. Ces sels’
dL,ns les couches superficielles ou règne une photosynthsse importante due 3
i ’ insolation, favorisent le développement du phytoplancton, premier élément
(11‘ risseau trophique.
Un upwelling intense enrichissant la zone euphotique en sels minéraux
P,-ut cependant induire des taux de production primaire réduits du fait d’une
rl,;ltitude d’effets liés à la diminution de l’échelle de temps et a l’aug-
![i,-ntd t ion de la turbulence. Un upwelling bien développé crée une circulation
plus rapide, le temps de résidence des eaux riches en sels minéraux dans la
zi.:ne euphotique devenant alors trop court pour permettre au phytoplancton
dç consommer ces sels nutritifs et de se développer suffisamment avant d”être
brouté par le zooplancton. D’autre part la turbulence réduit la possibilité
’
e; longues périodes d’exposition à une lumière intense, nécessaire au pRy-
t3plancton pour croître à un taux soutenu.
Du fait de la stratification de la colonne d’eau, le phytoplancton
peut se présenter en concentrations importantes aisément utilisables par
1. t: zooplancton et les larves de poissons pélagiques. Cependant l’agitation
cici la colonne d’eau par le vent peut éparpiller ces concentrations de phy-
toplancton et diminuer :La disponibilité en nourriture à des degrès tels que
la croissance et la survie de ces organismes ne seraient plus possibles.
li semble donc qu’un upwelling intermittant conduira à des taux plus élevés
dc productivité qu’un upwelling installé en permanence (W~KIBL,EWSKI, 1977).
Le phytoplancton des eaux côtières sénégalaises n’a fait jusqu’ici
! ’ otlj et d ‘aucune recherche continue, il conviendrait de combler cette lacune
t’ il ; effectuant une étude échelonnée sur un cycle annuel pour y observer les
biriations saisonnières qualitatives et quantitatives, complétées d’une
c;tucie corrélative du milieu,
C;e présent rapport analyse donc les variations spatiotemporelles de
a hiornasse phytoplanctonique en rapport avec les conditions physiques et
:himiques du milieu et ne constitue qu’une étape d’un travail plus élaboré
devant faire l’objet d’une thèse de 3ème cycle.
1 *
P R E S E N T A T I O N D U
M I L I E U
I,a zone prospectée s’étend de Dakar (14” 42’ N) au sud de Joal (14” 5’ N),
rlle est limitée par l’isobathe des 200 mètres (figure 1).
Le grand intérêt de cette région réside dans le fait qu’elle se trouve
Cianj une zone de transition entre les eaux tropicales chaudes et des eaux
-~~US f,roides provenant de la dérive canarienne et d’upwellingscôtiers (OREN,
‘b72). Les eaux sont alternativement chaudes et froides avec un changement
:,rutal qui entraîne des modifications dans les populations phytoplanctoniques.
Notre zone d’étude est sous l’influence des alizés, vents du secteur
irord, frais et relativeme:it humides liés au déplacement en latitude de la
dCpression cyclonale qui se trouve sur le golfe de Guinée de décembre à avril.
Parmi les 4 catégories d’eaux définies par BERRIT (1982) dans le golfe
.:e Guinée, 3 se trouvent dans la zone sénégambienne (ROSSIGNOL et ABOUSSOUAN
!965) ;
P
4
- les eaux "tropicales", chaudes et salées (T>24' C, S)35X0),
- les eaux >'canariennes" Y froides et salées(T(24' C, S)35Xo)
représentées ici par le flux méridional de la dérive canarienne et par les
upwellings côtiers.
- les eaux "guinéennes", chaudes et dessalées (T) 24'. C, S(35%,) qui
envahissent ce secteur seulement de septembre à novembre.
Alors que la période comprise entre janvier et avril est marquée par
un upwelling important provoqué par la persistance des alizés, les mois de
mai et juin sont, au contraire, caractérisés par l'atténuation de ces vents
et, par suite, par des upwellings intermittants. Il se produit alors un
réchauffement progressif 3 partir du sud (CONAND et FAGETTI, 1971). L'isotherme
24°C a été choisi arbitrairement pour déterminer la limite nord d'extension
'
des eaux "tropicales" dans cette région.
Situé vers IO-11' N pendant la période
janvier-avril,
il monte rapidement vers le nord de mai à juillet et atteint
20'N. Il dépasse cette latitude d'aofit 3 octo'bre puis redescend vers le sud en
novembre-décembre (OREN, 1972).
Au point de vue de la circulation, notre zone d'étude est sous l'in-
fluence du courant des Canaries, de :La dérive nord-atlantique et des vents.
La circulation des eaux de surface se fait vers le sud,
2.
M E T H O D E S D ' E T U D E
2.1. STATIONS DR PRELEVEMENT
*
2.1.1. Stations hydrologiques
7 campagnes ont été réalisées de novembre
1981 à mars 1982.
La zone d'étude a été divisée en 7 radiales avec un quadrillage de pas
de 5 milles marins comprenant au total 36 stations hydrologiques, dont la pro-
fondeur varie de 10 à 200 m au large (figure 1). Les prélèvements sont ef-
fectués en subsurface à toutes les stations. Afin d'étudier la variation
de la biomasse phytoplanctonique seloln la profondeur, quelques profils ont
été faits avec des prélèvements aux niveaux 0, 5, 10, 20, 30 ou 35, 50, 75
ou 80 mètres.
2.1.2. Stations pour l'étude du phytoplancton
Les prélèvements de phytoplancton ont été effectués du 17 au 23 décembre
1981 sur 18 stations des radiales 1, II, XII, IV et le 12 mars 1982 sur les
stations 1, 8, 9, 10, Il, 12, 13 au voisinage donc du centre d'upwelling
de Pointe Rouge.
2.2. ECHANTILLONNAGE DU PKYTOPLANCTON
Toutes les récoltes s'effectuent en surface à 20 stations réparties sur 5
radiales allant de Dakar à Joal (figure 1).
Cette zone est particulièrement
. c
rnteressante, puisque soumiseà des upwellings, qui font d'elle un des secteurs
les plus riches de la côte sénégalaise.
Le nombre important de stations sur
une aire relativement réduite permet de suivre la répartition spatiale du
phytoplancton à petite échelle. Une série de prélèvements sont effectués
par mois. Cependant, les récoltes risquant d'être trop échelonnées dans le
temps, des échantillonnages seront faits une 'ois par semaine B une station
côtière facilement accessible au large de Pointe Rouge oil se situe un centre
d'upwelling.
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La recherche d’une technique d’échantillonnage du phytoplancton la plus
adaptée à la zone étudiée et donnant des résultats assez représentatifs a été
I’)ln
L
des objectifs de recherche durant cette période d’essais.
Deux premiers essais ont été tentés en fin décembre 1981 et au début du
mois de mars 1982.
En décembre, un litre d’eau a été prélevé à chaque station puis filtré
:SUC filtre tiillipore (pores de 0.45~ de dimension). Cette méthode s’est avérée
insuffisante car le volume d’eau pré.levé était nettement insuffisant. D’autre
part > vu la lenteur de la filtration (environ 40 minutes par échantillon) et
ie nombre élevé de prélèvements, cette méthode d’étude a finalement été abandonnée.
31
.^> mars , 10 litres d’eau ont été prélevés â chaque station puis filtrés à
H.IVEPS du tissu de soie de 50 CI de dimension de maille (la même que celle du
iilet à plancton utili.sé).
Le phytoplancton était alors recueilli dans des
‘iacons contenant 10 ml d’eau distillée formolée à 1%. Deux gouttes ont été
ob.;ervées au microscope pour chaque échantillon. Cette méthode d’étude a égale-
.ment été abandonnée, les organismes de dimensions (50~ n‘étant pas recueillis
;IL~S que la production primaire est surtout le fait des organismes de petite
taille.
La méthode suivante a été finalement adoptée :
Pour chaque station, 10 points sont choisis arbitrairement dans un rayon
si’! dixième de mille. En chacun de ces points 10 litres d’eau de mer sont
priilevées dans un seau. De chacun de ces volumes de 10 litres est prélevé un
voJ.ume d’l litre après agitation pour l’homogénéisation du contenu phytoplanc-
tonique.
*
Du volume final de 10 litres est prélevé après homogénéisation un volume
d’un litre fixé immédiatement au formol.
L’échantillon est mis â sédimenter pendant 24 heures dans une éprouvette
graduée. Après sédimentation, l’eau surnageante est siphonée, le reliquat
étant transvasé dans un récipient plus petit pour une deuxième sédimentation,
Le volume contenant l’extrait phytoplanctonique final est mesuré et après
homogénéisation par agitation, une goutte est alors prélevée pour procéder au
comptage entre lame et lamelle.
2.3. LES DOSAGES
r
Ch1 orophylle
-
Les dosages de chlorophylle ont été réalisés au fluorimètre TURNER 111
ita.lonné au spectrophotomètre. Le principe du dosage a été défini par PAGES
(1981).
‘Températures
Les températures sont mesurées à l’aide de theL omètres 2 renversement.
Salinité
-
-
-
Dosage par mesure de la conductivité au salino’ètre à induction GRUNDY,
modèle no 6230 N.
“p
iqitrates
-
-
Dosage par analyse automatique sur chalne Technicon .Auto Analyzer. La
cléthode utilisée est basée sur celle d*ARMSTRONG et al., (1967).
Phosphates
Le dosage du phosphore minéral réactif est réalisé par spectrophotométrie
selon la méthode manuelle décrite par STRICKLAND et PARSONS (1972).
Silicates
Dosage au spectrophotomètre (STRICKLAND et PARSONS, 1972) par mesure de la
forme réduite du complexe (silicates + molybdate d'ammonium).
Oxygène
Les dosages sont effectués selon la méthode de WINKLER, modifiée par
STRICKLAND et PARSON (1972), avec une mesure potentiométrique du "dead stop
en point".
3.
V A R I A T I O N S D E
L A
B I O M A S S E
P H Y T O P L A N C T O N I Q U E - R E L A T I O N S
A V E C
L ' H Y D R O L O G I E
Le milreu marin intervient sur les organismes phytoplanctoniques d'une
part, par les courants qui les entraînent mais aussi par ses caractères phy-
sico-chimiques.
Situé dans la zone tropicale où les échanges de chaleur sont plus importants
entre les océans et l'atmosphère, la baie de Garée est soumise, une bonne
partie de l'année, à un réchauffement intense de ses eaux de surface. Sa
structure thermique va donc dépendre du rayonnement sola?re, de l'évaparat$.on,
des échanges thermiques avec l'atmosphère, de l'upyelling, du transfert de
chaleur par les courants marins.
Outre la température, les facteurs physicochimiques utilfsés ici pour
l'étude du milieu, sont les sels nutritifs et l'oxygène. 3 sels nutritifs ont
été étudiés : les nitrates, les phosphates et les sîlkates. Ces éléments bio-
gènes provenant de l'excrétion et de la dégradation de la matière organique,
constituent la base de l'alimentation des organismes phytoplanctoniques d'ail
leur importance dans notre étude, Ces sels sont en général concentrés dans
les couches profondes, les fortes concentrations en surface s'expliqueraient
par une remontée de ces eaux profondes. Les phosphates-et silicates n'ont
été dosé qu'en novembre et fin décembre.
L'importance des variations d'oxygène dans le temps et dans l'espace
dans un système d'upwelling peut aisément s'imaginer compte tenu du fait
que le rôle des facteurs biologiques ou physiques q$ contrôlent la concen-
tration d'oxygène est intensifié. Aussi doit-on s'attendre à de très impor-
tants changements d'origine biologique de la concentration d'oxygène par
photosynthèse (production d'oxygène) ou par régénération des substances
nutritives (consommation d'oxygène). Des changements d'origine physiques
des teneurs en oxygène sont à prévoir également D les surfaces marines
agitées par les vents voient les échanges océan - atmosphère favorisés,
tant dans les aires d'eaux sous-saturées en raison de leur remontée ré.cente
(pénétration d'oxygène dans 1'eau)que celles devenues sur-saturées par une
activité photosynthétique intense (départ d'oxygène vers 1"atmosphère). MINAS
et ses collaborateurs (1974) proposent un procédé d'analyse de la distri-
bution de l'oxygène dans les régions d'upwelling côtier au moyen d'un diagramme
oxygène-salinité.
La méthode d'analyse utilisbe dans ce rapport ne permet pas
de dissocier l'oxygène photosynthétîque et l'oxygène atmosphérique, mais
elle permet d'avoîr une idée sur la production photosynthétique d'oxygène
par le phytoplancton.'.
7
La biomasse phytoplanctonique peut être évaluée à l'aide de 1'ATP (adenosine
kriphosphate) du carbone particulaire, du phosphore particulaire ou de la
chlorophylle. D'après LE MASSON et ses collaborateurs (1981) aucun de ses
paramètres de biomasse n'est parfait. Dans ce présent
rapport, la chlorophylle a
est utilisée comme estimateur de la biomasse phytoplanctonique. Ce pigment,
-
ie plus abondant dans les végétaux e% un paramètrie biologique facile à mesurer,
:;e situant sur l'axe entre les facteurs chimiques et la chaîne biologiqu
:DA~~NNEAU, 1977) ; de P~US, sa dégradation rapide permet d'évaluer la fatière
vivante, ses formes dégradées peuvent représenter une fraction importante du
total pouvant atteindre 100% (GLOOSCHENKO et al., 1972).
Deux périodes thermiques peuvent être distinguées dans cette étude : une ,
période d'eaux chaudes, de novembre à début décembre 1981 et une période
zi'eaux froides à partir de la fin du mois de décembre 1981.
3.1. PERIODE D'EAUX CHAUDES
L'apparition tardive des alizés favorise la persistance des eaux guinéennes.
bes eaux de surface sont partout chaudes 025" C) (figure 2), pauvres en sels
1
nutritifs (figure 3) et riches en oxygène (figure 4). La biomasse phytoplancto-
nique est faible en surface. On observe une mince bande côtiére en novembre
entre Rufisque et Popenguine oit les concentrations de chlorophylle atteignent
Ci ug/l sur les fonds de 10 mètres, partout ailleurs les concentrations sont
inférieures à 1 pg/l. La répartition de la chlorophylle 2 est sensiblement
i.a même en début décembre, les zones de plus fortes concentrations (2 B 3 wg/l
se retrouvant au niveau de Pointe Rouge et au sud de Popenguine atteignent les
fonds de 35 mètres (figure 5 et 6).
.
Structure verticale :
VOITURIEZ et DANDONNEAU (1974) ont mis en évidence dans le Dôme de Guinée
tint? stratification verticale permanente. De la surface vers le fond se succédent :
- la thermocline equivalente à la pycnocline et la phosphatocline
- le maximum d'oxygène
- la nitratocline
- le maximum de production primaire
.- le maximum de nitrite
I
- le minimum subsuperficiel d'oxygène
A l'issue d'une étude menée sur la distribution du nitrate et la production
ijrimaire, HERBLAND et VOITURIEZ (1977) concluent que cette stratification est
reproductible avec des variations quantitatives dans l'Atlantique tropical.
La stratification observée sur une verticale à la station 5 du large
est la suivante (figure 7)
- pas de maximum marqué de l'oxygène, mais une diminution progressive
<tvec la profondeur
- début du gradient des phosphates (phosphatocline)
- sommet de la thermocline, à 10 mètres de profondeur
- début du gradient des nitrates (nitratocline)
- maximum de chlorophylle a à 30 mètres de profondeur.
Durant la saison chaude, il existe une couche de surface isotherme au-dessous
?e laquelle la stratification est forte avec une thermocline bien marquée.
La stabilité de cette stratification traduit l'équilibre des processus
physiques et biochimiques qui interviennent dans la distribution de ces
divers paramètres :
1) la production primaire qui consomme des sels nutritifs et produit de
l'oxygène.
2) la respiration qui consomme de l'oxygène.
3) l'excrétion qui produit des sels nutritifs et de la. matière organique
dissoute.
4) l'activité bactérienne qui dégrade la matière organique.
5) la turbulence et l'advection verticale qui compensent la perte en
sels nutritifs provoquée par
6) la sédimentation
La relation phosphate-nitrate est le reflet de l'équilibre consommation-
réminéralisation (BANSE, 1973) : tandis qu'une partie du phosphate est régénéeée
rapidement, par le biais de l'excrétion des hétérotrophes (JOHANNES, 1968),
l'azote est reminéralisé essentiellement sous forme d'ammoniaque. Cette remi-
néralisation différentielle se traduit par un décalage nitratocline-phosphatocline.
La distribution de l'oxygène dans la zone euphotique est régie par trois
éléments :
un réservoir pauvre en profondeur,. un réservoir riche : l‘atmosphère,
et une source in situ : la production primaire. La combinaison de ces trois
éléments aboutit à une distribution de l'oxygène qui,pour le profil étudié,se
présente ainsi :
- une couche saturée qui coïncide avec la couche homogène.
- une couche voisine de la saturation entre 10 et 130 mètres de profondeur
correspondant à la couche la plus importante de la biomasse phytoplanctonique
.
- une diminution plus ou moins rapide en profondeur
La zone euphotique a été interprétée comme un système à deux couches,
l'une supérieure, aux sels nutritifs limitants, l'autre inférieure à la
lumière limitante (DUGDALE, 1967). Ces deux couches sont séparées par le
sommet de la nitratocline.
11 existe un rapport étroit entre la biomasse phytoplanctonique et la
nitratocline,
le maximum de chlorophylle a observé à 30 mètres de profondeur
se trouvant dans la nitratocline. Ce maxiÏkm est formé- de chlorophylle
photosynthétiquement active même s'il se trouve dans des couches profondes oà
la lumière reçue est faible. ANDERSON (1969) a d’ailleurs observé un pic de
chlorophylle active au-dessous de la zone euphotique.
La biomasse phytoplanctonique en saison chaude est donc faible en surface
et plus importante en profondeur. L’épuisement des sels nutritifs dans les
couches superficielles bien éclairées place le phytoplancton dans des conditions
déficientes qui l'amène à s'enfoncer dans les couches plus profondes oii les
conditions de lumière et de sels nutritifs sont réunies pour qu'il y ait une
synthèse chlorophyllienne relativement importante en profondeur.
La profondeur où le contraste entre le disque de Secchi (3s) et la pleine
eau n'est plus visible se situe entre 15 et 18 m de profondeur. La profondeur
limite de visibilité du disque de Secchi est d'autant plus importante que la
teneur des eaux en chlorophylle a est faible.
Il n*y a cependant pas de corré-
lation entre les deux, les mesurës des taux de chlorophylle a n'ayant pas été
effectuées sur 2s.
3.2. PERIODE D’EAUX FROIDES
Ln fin décembre 1981, les vents du secteur nord soufflant parallélement à
is côte sont favorables aux reflux des eaux guinéennes, qui sont alors repoussées
vers le large. Il se produit un mouvement vertical des eaux de bas en haut au
niveau de la côte. La thermocline, la phosphatocline, la s$$.catocline et la
nitratocline montent vers la surface, leur sonrmet n’est plus visible en profondeur
(figure 8).
La stratification observée en saison chaude n’est donc plus reproductible ici.
L’arrivée à la surface des phosphatocline, silieatocline, et nitratocline
enrichit considérablement en sels nutritifs, les eaus superficielles soumises
2 un ensoleillement intense. Les conditions de luminosité et de sels minéraux’
sont alors favorables au développement du phytoplancton qui remonte vers la
surface. La biomasse phytoplanctonique devient plus importante en surface, que
dans les couches profondes, le maximum de chlorophylle a s’observant dans les
eaux superficielles.
La relation entre la transparence et la teneur des eaux en chlorophylle a
ne se vérifie pas, cependant la profondeur limite de visibilité du disque de -
Secchi diminue (12 mètres) avec l’augmentation de la biomasse phytoplanctonique
vers la surface.
En surf ace, les eaux les plus froides (18,7’C) se trouvent devant Pointe
Rouge et Popenguine, OU se situent les centres d’upwelling (figure 9) et
enrichissent donc cette zone en sels nutritifs (figure 10).
La concentration de la chlorophylle a augmente dans toute la zone d’étude
avec des valeurs plus islevées au large de-Pointe Rouge et de Popenguine, sur
les fonds de 20-35 mètres. Ces deux lentilles à concentration chlorophyllienne
relativement élevées sont légèrement décalées vers le large des centres d’upwelling
et enrichissent les eaux superficielles en oxygène photosynthétique (figures 11 et 12).
Les nitrates et la biomasse phytoplanctonique présentent en surface la
distribution classique dans une zone d’upwelling avec des valeurs diminuant
vers le large.
En début février, les eaux froides, riches en sels nutritifs du fond
continuent à remonter vers la surface au niveau des deux centres d’upwelling.
La thermocline et la nitratocline ne sont plus visibles en profondeur
(figure 13), c’est la période d’intensification maximale des upwellings côtiers
de la baie de Gorée.
Le phytoplancton poursuit sa croissance dans les eaux superficielles
tout en les enrichissant en oxygène photosynthétique.
Les eaux de moins de 15°C envahissent la côte de Thiaroye au sud de Mbour
(figure 14) tout en l’enrichissant en sels nutritifs (figure 15) .
Les nitrates montrent toujours la distribution classique dans une zone
d’upwelling avec de fortes valeurs dans les noyaux d’eaux froides près des côtes
zt des valeurs diminuant vers le large (figure 15).
Les plus fortes concentrations de chlorophylle a se retrouvent en surface
sur les fonds de 30 mètres (figure 16). Les conditio% étant plus favorables
CLU développement du phytoplancton, les deux lentilles phytoplanctoniques au
voisinage des centres d’upwelling s’enrichissent en chlorophylle a (6 pg/l),
s’étendent et finissent par fusionner au large de Popenguine sur ‘les fonds de
35 mètres ; l’oxygène, du fait de l’activité photosynthétique accrue, augmente
dans toute cette zone (figure 17). Une troisiéme zone à biomasse phytoplanctonique
relativement importante (5 Fg/1 de chlorophylle a) apparait au niveau de Joal,
elle serait favorisée par la mise en activité d’une troisième cellule d’upwelling
au sud de Joal, plus tardive que celles vues précédemment.
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066
10
En fin février, la remontée des eaux froides se poursuit et toute la côte
de Thiaroye au sud de Mbour est envahie par des eaux froides de moins de l5’C
(figure 18) riches en nitrates (figure 19).
La croissance de la biomasse phytoplanctonique s’accentue, on observe
des taux de chlorophylle a de 7,6 vg/l dans le noyau phytopXanctonique nord,
alors que le noyau sud au-niveau de Joal s’étend vers le nord avec un maximum
de 6,8 ugîg de chlorophylle 2 (figure 20).
A la mf-mars, un upwelling intermittant dii au relachement des alizés,
provoque l’arrêt de la remontée des eaux froides. Les eaux se réchauffent- alors
légèrement en surface. L’isotherme de 16”C, observé Zi la fin du mois de février,
remonte au nord vers la côte jusqu’aux fonds de 20 metres, entre Thiaroye’et
,
Pointe Rouge.,
A la fin du mois de mars, les vents se remettent 3 souffler et les upwellings
côtiers reprennent leur activité.
Les eaux de surface se refroidissent légilrement ((16” C) le long de la
côte jusqu’au sud de Mbour (figure 21).
La *chlorophylle a atteint des concentrat:ions de 12,12 et 13,5 pg/l au
niveau des noyaux phy?oplanctoniques soit le doubledes concentrations mesurées
en fin février. En effet, avec l’intensification dessents au mois de février,
les sels nutritifs sont remontés en surface ; la relaxation des vents associée
à une circulation plus lente, à la rnr-mars,
a permis au phytoplancton de rester
plus longtemps dans la zone euphotique riche en sels minéraux pour y croitre
et augmenter son activité photosynthétique d’oi3 la croissance considérable de
la biomasse phytoplanctonique dans toute la zone d’étude. Les deux lentilles
chlorophyll:ennes fusionnent en partie entre ‘les fends de 20 8 50 mètres.
(figure 22), et, du fait de leur activité photosynthétique appauvrissent cette
zone en nitrate (f?gure 23) tout en
l’enrichissant en oxygène photosynthétique
(figure 24)
La biomasse phytoplanctonique est importante dans toute la couche d’eau au
niveau des stations côtières. A la station du large, on retrouve les plus
fortes concentrations phytoplanctoniques dans :Les 10 premiers mètres d’eau
(figure 26). L’extinction du disque de Secchi aux stations du large s’effectue
entre 4 et 5 mètres de profondeur ce qui traduit bien l’importance de la
0
concentration phptoplanctonique dans la couche superficielle (figure 26).
Les upwellings côtiers de la baie de Gorge ont jusqu’ici créé une situation
favorable au développement du phytoplancton dans la (couche de surface.
3.3. CONCLUSION
Les variations de la biomasse phytoplanctonique suivent étroitement les
conditions hydrologiques.
En période d’eaux chaudes (novembre - début décembre), la biomasse phyto-
planctonique et la nitratocllne sont en rapport étroit. Le, maximum de chloro-
phylle a se trouve dans la nitratocline et remonte avec elle vers la surface
en saison froide, Les upwellings côtiers et principalement l’upwelling inter-
mittant du mois de mars favorisent un accroissement considérable en surface
de la biomasse phytoplanctonique.
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067
.
1 1
4 .
B I O L O G I E D U
P H Y T O P L A N C T O N
2-t.l. APERCU QUANTITATIP ET SYSTEMATIQUE DES ESPECES RECUEILLIES
4.1.1. Tableau de fréquence des espèces récoltées
i
L'attention a été portée tout spécialement sur les Diatomées qui sont
cres abondantes en fin décembre 1981 et au début'du mois de mars 1982. Les
i)inoflagellés sont beaucoup moins nombreuses et beaucoup moins variées.
Sur un tableau de distribution sont présentés une liste de toutes les
:-spêces de Diatomées et de Dinoflagellés rencontrées dans les échantillons
c.xaminés provenant des différentes stations et le nombre d'individu compté
)
pour chaque espèce dans un volume de 0,l ml.
Il s'agit là de notion concernant le nombre de cellules et sans rapport
XV~: leur volume ou leur poids. Quelques échantillons sont très intéressant
!+r leurs ensembles biologiques ou par la dominante d'un groupe d'espèces.
i-.2. RELEVE SYSTEMATIQIJE ET APERCU DE LA DISTRIBUTION DES ESPECES PHYTOPLANCTONIQUES
4.2.1. Les Diatomées
Les Diatomées peuvent être classées en deux catégories d'après leur
abondance et leur distribution spatiale :
1) Les espèces caractéristiques de la période de transition entre la
c:aison chaude et la saison froide , présentes en décembre uniquement, dont :
. 5 espèces très abondantes, présentes à la mgjorité des stations. Ils
c%'agit de :
Nitzschia sersata MARGALEF
Chaetoceros affine HUSTEDT
Chaetoceros eurvisetum HUSTEDT
Rh5zosoZenZa stolterfoth2i HUSTELlT
SkeZetonema costutwn PERAGALLO
. 3 espèces moins abondantes
Nitzschia de2icatissima PERAGALLO
Nitzschia azgu2ar~k PERAGALLO
Nitzschia acicuZar%s CLEVE
. 9 espèces rares, peu abondantes, se retrouvant au voisinage des centres
d'upwelling.
Nitzschia fluminensis CLEW
NZtzsch2a pungeus var. at2antica MULLER MELCHEIS
Nitzschia acicu2aris var. closterioides
Synedra crista22ina HUSTEDT
PZeurosigma intermedium ANLXADE
AsterZone22a jqonica HUSTEDT
Coscinodiseus gigas HUSTEDT
~?oscz'nodiscus radiatus RICARD
Meloszra granulosa
0 8 espèces très rares :
Surire22a ova2is BREB.
Synedra c2osterioi:des HUSTEDT
Chuetoceroscoarctati HUSTEDT
BiokluZphz'a mobi2iensis HUSTEDT
Thu2assiothrix 2oqissima HUSTEDT
Rhizosolenia setigera HUSTEDT
Rhizosolenia caZca:r-suis HUSTEDT
Gorethron hystrix HUSTEDT
1 2
2) Les espèces de saison froide dont :
. 5 espèces concentrées au voisinage des centres d'upwelling en fin décembre :
Thalassionema nitzschioides HUSTEDT
PLeurosigna elongatum ANDRADE
Hemiauhs sinensis HUSTEDT
sont abondantes en fin décembre, la première participe activement à la poussée
phytoplanctonique du mois de mars.
Chaetoceros
decipiensHUSTEDT
RhizosoZenia hyalina REYSSAC
sont moins abondantes en fin décembre et augmentent cons$dkablement en mars. I
. 8 espèces apparaissent plus tardivement, on ne les abserve qu'en mars :
- 3 espèces sont responsables de la poussiée phptoplanctonique, très abon-
dantes, elles sont présentes à toutes les stations
Stephanophy?&s paher$ana HUSTEDT
CeratauZ& bergon$i HUSTEDT
Bacter$astrum hyaZinum HUSTEDT
- 2 espèces sont moins abondantes
Bacter~asbum hyaZ&wn var. pri'nceps X4R.T
cosc$nodiscus oculus - irid& PERAGALLO
- 3 espèces sont rares :
Triceq@un favus HUSTEDT
NitzscMà Longiss$ma PERAGALLO
Nitzschia paradoxa PERAGALLO
4.2.2. Les Dinoflagellés
Ce sont des espèces rares, dont deux sont caractéristiques 5 la période
de transition :
Cerat$un pentagonwn var. tererum JORGENSEfl et
Ceratiwn breve var. parallekun SOURNIA.
GZenodZwn ZenticuZa LEBOUR
FeridZn$wn depressum LEBOUR
DZnophys& tr$pos SCHILLER
Ceratium fuma var. eugranuwm SOURNIA
sont des espèces de saison froide. Les deux premières apparaissent en fin
décembre au voisinage des centres d'upwelling.
4.3. SUCCESSION ET ECOLOGIE DES POPULATIONS PHYTOPLANCT&QUES
L'étude systématique des Diatomées et des Dinoflagellés jointe a un aperçu
de la fréquence des diverses espèces permet d'observer une grande poussée phyto-
planctonique ; celle-ci débute à la mi-décembre 1981 et se poursuit jusqu'en
mars 1982, elle coincide avec la période de poussée phytoplanctonique définie
par SEGUIN (1966) dans son étude sur le plancton de surface de la baie de Dakar.
Dans cette poussée phytoplanctonique, les Diatomées forment l'immense
majorité, tandis que les Dinoflagellés ne constituent jamais de populations importantes.
Fin décembre 1981 (du 17 au 23.12.1981)
30 espèces de Diatomées et 4 espèces de Dinoflagellés ont été dénombrées,
soit 34 espèces phytoplanctoniques. Le phytoplancton-est très abondant, particu-
lièrement au voisinage des centres d'upwelling où le nombre de cellules phyto-
plancton?ques par litre dépasse $millions (figure 27). Cette abondance est liée
1 3
<I~X upwellings qui, comme déja vu, provoquent dès la fin du mois un apport
sensible de sels nutritifs en surface, sur la côte au voisinage de Pointe Rouge
et Popenguine. L’existence d’une convergence côtière entraîne de plus une
accumulation des cellules.
A - Les Diatomées
Les Diatomées sont largement dominantes (tableaux 1 et 2) elles constituent
partout plus de 93% de la population et bien que les espèces Skektonema costatum -
.?aetcceros curvisetum-Chaetoceros affine - NitzschZa s’eriata - Rhizosolenùz
,;toZterfothZi soient nettement prépondérantes, elles sont assez diversifiées
en général du point de vue spécifique. Cette diversité qui caractérise le plus
souvent des communautés vieillies à faible pouvoir de multiplication est aussi,
imputable, dans le cas particulier de ce secteur au mélange de plusieurs popula- 1
tions dû à l’effet de convergence.
Nitzschia seriata - Chaetoceros affine - Chaetoceros curvisetwn - Rh-izosolenia
;Xx~ 2 Lerfo t hii - Nitzschia delicatissima - Synedra cristallina - PZeurosigma
%termediwn - Asterionella japonica - Synedra closterioides - Chaetoceros coarctatum
sont des espèces de surface exclusivement marines et principalement d’eaux
chaudes, pauvres en sels minéraux (DEVEZE,
1957 et SAVOURE, 1976) d’où leur
absence au mois de mars.
Ske Ze tonema costatum - Nitzschia angularis <- Nitzsehia acicukris-Nitzschka
.!GninensZs - Nitzschia pwgeus var. atlantica - Nitzschia acicükzris var.
!YZosterioides - Coscinod~scus gigas - Coscinodiscus radiatus - Mehira granuZosa -
;JidduZphia mobiliensis - Thalassiothrix longissima - RhLzosqlenia calcaravis -
Gwethron hystrix seraient caractéristiques des eaux guinéennes chaudes et
pauvres en sels nutritifs d’où leur rareté en fin pécembre 1981 puis leur dispa-
rition totale en mars IL982 avec l’installation de plus en plus marquée des
eaux froides et riches en sels dissous. Ceci n’est cependant qu’une hypothèse,
l’absence de prélèvements pour l’étude taxonomique du phytoplancton en novembre
et entre fin décembre 11981 et le début du mois de mars n’ayant pas permis de
suivre l’évolution de ces espèces.
Th.aZassionema nitsschioides est une espèce adaptée à de grandes variations
de concentration de sels et de température (entre 18’ et 23’C). Les températures
basses sont cependant plus favorables ZI sa croissance et B sa multiplication.
Elle est assez abondante en fin décembre dans toute la-zone d’étude avec une
plus forte concentration au voisinage des centres d’upwelling. En mars 1982,
!?Ile participe de façon active a la poussée phytoplanctonique.
PZeurosi.gma eZongatu.m et HemiauZus sinensis sont des espèces intermédiaires
entre la période d’eaux chaudes, pauvres en sels nutritifs et la période d’up-
welling. Abondantes à toutes les stations en fin décembre, elles deviennent
rares en mars.
Chaetoceros decipiens et RhizosoZenia hyaiiina sont des espèces d’eaux
froides et riches en sels dissous ; abondantes en mars, on ne les trouve en
:l&embre qu’au voisinage des centres d’upwelling où s’effectue la remontée
de ces eaux.
Yars 1982
.A - Diatomées
L’accentuation du phénomène d’upwelling provoque l’apparition et le déve-
loppement d’espèces d’eaux froides riches en sels nutritifs. Il s’agit de :
.?tepk.anopykis paZ.meriana - CeratauZina bergonii - Bacteriastmun hyalinum -
kzctertistrwn hyaZimum var. princeps et Coscinodiscus oeulus - iridis. Ces
espèces sont responsables du bloom phytoplanctonique dus aux upwellings côtiers
7 autres espèces thermophobes font leur apparition, mais leur participation à
la poussée phytoplanctonique est presque nulle ; ce sont : !Pricerat&w favus -
Xtzschia Zongissima et: Nitzschia paradoxa.
B- Dinoflagellés
Peridinbn depresswn - Glenodium ZentScuZa - Ceratiwn fureu v
Dinophysis tripes sont des espèces d’eaux froides et riches en sels nutr
Les deux premières apparaissent dès fin décembre 1981 au voisinage des c
de remontée d’eaux froides. Leur développement est provoqué;, par l’appar
en surface des eaux d’upwelling.
En mars 1982, la population phytoplanctonique jeune est constituée e
majorité de Diatomées, peu diversifées du point de vue spécifique (13 es
différentes). L’essentiel de la biomasse phytoplanctonique est ici const
d’espèces cosmopolites.
4.4. COMPARAISON DES DEUX METHODES D’ETUDES DU PHYTOPLANCTON :
numératio
dosage de la chlorophylle 2
Sur un graphique ayant en abscisse, le nombre de cellules observé.
et en ordonné la concentration de la chlorophylle a mesurée en surface
ont été reporté les points correspondants aux diff?&entes stations de p
Décembre 198 1 (figure 28 >
La corrélation Ch1 a - concentration cellulaire est peu significativ
(coefficient de corrélatTon r = 0.38, nombre d’observation n = 18). L’ax
majeur réduit a pour équation : Ch1 a = 0.006 x * 2,38.
x = nombre de cellule par litre
Ch1 a e n -#g/l
-
Les points représentants les différentes stations de prélèvement
dispersés du fait de la grande variété de taille des cellules phytopla
les cellules de grande taille renfermant en généralement des quantités
importantes de Chlorophylle a. D’autre part, ces deux méthodes d’étude S O
difficilement comparables car elles ne sont pas équivalent’es. Il faudrait
pour cela ne pas s’arrêter a la concentration cellulaire, mais calculer 1
biomasse de
chaque espèce à partir de son biovolume. Ceci permettr
calculer la biomasse totale du phytoplancton 8:;parti.r du biovolume des.di
espèces.
Les stations 15, 17, 22, 24 relativement pauvres-en cellules et rich
en Ch1 a sont peuplées principalement de cellules de grande taille (T
NitzschToides - N<tzschia seriata - Chuetocer”os affine u- Chaetoceros
Les stations les plus riches en chlorophylle et en cellules sont
trouvant au voisinage des centres d’upwelling (7, 8, 18). Les statio
assez riches en cellules, ont relativement peu de chlorophylle 2, o
essentiellement des cellules de petite taille : Skeletonema costatum.
Mars 1982
L’axe majeur a pour équation : Ch1 5 = 0.03 x - 1.88
La régression chlorophylle a - concentration cellulaire est hautezen
significative (r = 0.96 et n = 87 car ici, tous les prélèvements 0
dans une même zone (stations 1,2, 9, 10, 11, 12 et 13 au voisinage
d’upwelling de Pointe Rouge) où le peuplement est homogène.
Les cellules observées sont de grande taille (} 50 cl) et riches en
chlorophylle a.
-
I
4.5. CONCLUSION
L’exament des pêches phytoplanctoniques effectuées en fin décembre 1
1 et
début mars 1982 a permis la détermination de 44 espèces différentes dont
Diatomées et 6 Dinoflagellés. Les Diatomées sont toujours dominantes, les
Dinoflagellés ne présentant pas de populations importantes.
~a méthode de comptage des espèces phytoplanctoniques par la numf@ation
Jirecte au microscope donne une idée de la répartition du phytoplancton.
t:ependant, sans le calcul des biovolumes spécifiques cette méthode n’est pas
équivalente 3 la méthode de dosage de la chlorophylle 5.
La concentration phytoplanctonique (nombre de cellule~$litre), est très
importante en fin décembre avec une plus forte valeur au volsinage des centres
d’upwelling où elle dépasse 2,5 millions de cellules par litre.L’abondancé et
La diversité spécifique observées sont liées aux upwellings et à l’existence
d’une convergence côtiike entraînant une accumulation des cellules. Les
concentrations phytoplanctoniques sont toujours importantes en mars ati voisinage
du centre d’upwelling de Pointe Rouge (seule zone étudiée) favorisant la
croissance de la population phytoplanctonique jeune.
t
Chacune des deux périodes d’étude correspond Cr une p&ssée phytoplanctonique
Cette étude a permis d’observer des espèces caractéristiques :
I - d’une période de transition en fin décembre
2 - d’une période d’eaux froides et salées en mars.et de mettre en évidence
une période de poussée phytoplanctonique débutant en fin décembre 1981 et se
poursuivant jusqu’en mars 1982.
11 faut cependant émettre quelques réserves sur les résultats obtenus du
fait que les prélèvements n’ont pas été effectués de façon continue entre novembre
81 et fin mars 1982, pour permettre le suivi de l’évolution des espèces phyto-
planctoniques et que d’autre part les organismes de dimensions<50 I.I n’ont
pas été récoltés en début mars.
5 .
C O N C L U S I O N S
G E N E R A L E S
Avant d’aborder des conclusions, il conviendrait de remarquer qu’il
s’agit 13 d’un travail préliminaire dans une région ocl les études de la
biologie du phytoplancton n’ont jamais été faites de façon continue. Différents
spécialistes ont, en effet, déjà publié sur le phytopkancton du Sénégal, mais
sur des échantillons prélevés irrégulièrement.
L’examen des résultats obtenus au cours de 7 missions océanographiques
le long de la “Petite Côte” sénégalaise du 10 novembre 1981 B la fin mars 1982
constitue une étape d’un premier “contact permanent” avec la flore de cette région,
Du point de vue quantitatif, deux techniques ont été appliquée : l’analyse
chimique et la méthode de comptage par la numérotation directe au microscope.
Ces deux méthodes ont permis de donner une idée de la biomasse phytoplanctonique
en indiquant la quantité de chlorophylle a et le nombre de cellules par litre
d’eau. Il existe un rapport étroit entre les variations de la biomasse phyto-
plancton et les conditions hydrologiques.
Du point de vue systématique, 44 espèces phytoplanctoniques ont été déter-
minées dont 38 Diatomées et 6 Dinoflagellés.
Du point de vue écologique, cette étude a permis de distinguer l’existence
d’espèces liées plus ou moins rigoureusement B une saison. La présence
J’upwellings puissants le long de la “Petite Côte” est Cr l’orîgîne de l’abondance
du phytoplancton recueilli qui est caractérisé par la diversité des espèces
rencontrées et par leur abondance.
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07%
1 6
Cette étude a permis d'observer des espèces caractéristiques :
- d'une période de transition
- d'une période d'eaux froides.
Une période de poussée phytoplanctonique a été également observée.
A l'issue de ce travail on peut remarquer qu'il serait intéressant dans
des recherches ultérieures dans cette zone de mettre l'accent sur les problèmes
suivants :
- Etude de la biomasse phytoplantonique sur au moins un cycle annuel en
améliorant le protocole des prélèvements et en allongeant la zone d'étude
au-delà de l'embouchure du Saloum afin de vérifier l'hypothèse de l'existence '
d'une troisième cellule d'upwelling au niveau de Joal.
- Etude échelonnée sur plusieurs années afin de bien observer l'écologie
des diverses populations phytoplanctoniques et surtout les interrelations
entre les différents groupes. Cette étude serait complétée par l'examen des
relations entre le phytoplancton et le zooplancton.
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trates du 17 au 20 novembre 1981,
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Distribution quantitative des especes phytoplanctoniques (Cellules/G.i ml)
A : du 17 au 23 décembre 1981
B : le 16 mars 1982
Le signe - indique que l'espèce en regard n'a pas été trouvé dans le comptage
- - -
- - - - - -
-
-
Espèces
Stations
1
2
5
6
7
8
9
10
11
12
15
16 17
20 2i
2:
- - -
- - - - - -
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-
DIATOMEES
Nitzschia seriata
A
9
10
16
36
39
4
2
4
6
3 1c
29
2
2
:
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4 4
B
Chaetoceros affine
A
2
9
14
9
12
13
2
4
4
c
20
-
2
I
1
8 3
B
ChaetocercLçcurvisetunï
A
8
4
8
10
10
4
4
11
t
20
-
2
:
8 3
B
Rhizosolenia stolterfothii
A
6
4
14
15
11
9
3
8
5
6
2
-
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:
3
B
SkeZetonema costatm
A
3
5
14
6
39
08
10
8
6 3
4
14
1
c
3
B
Nitzschia delicatissùna
A
1
1
8
8
6
9
5
4
2
1
7
7
1 ;
4 4
B
Nitzschia anguZaris
A
7
6
7
13
8
12
3
2
2
-
6
-
1
1
1
2 1
B
Nitzschi-a acieularis
A
2
2
21
3
11
18
3
3
16
7
2
i
1
2.
B
Nitzschia fh..oninensis
A
1
2
7
3
3
2
-
-
4
-
1
1
2
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B
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NitzsohZa pungemum. atZantica
A
4
4
6
1
1
2
7
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3
9
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B
itzschia acieularis var.closte-
A
1
4
7
6
6
2
3
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Tableau 2.- Distribution quantitative du phytoplancton
I- du 17 au 23 décembre 1981
II - le 16 mars 1982
A : nombre de cellules dans 0,l ml
B : pourcentage
t
Stations
2
5
6
7
8
9
1 0 11
15
16
17
18
19
20
21
/ 22 23
22
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Phytoplancton
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D I A T O M E E S
A
61
188
306
306
2 9 7
531
255
5 8
42
6 6
5 0
8 4
288
67
16
28
44
44 71
1
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B
95
100
100
9 9 . 5 9 9 . 3
9 9 . 3 9 6 . 5 9 4
9 3
9 8
9 8 . 6 9 9 . 6
9 7
94
97.6 100
DINgFLAGELLES
4
A
5
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B
5
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2
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II
LE LONG DE LA PETITE CÔTE SÉNÉGALAISE
RELATIONS AVEC L'HYDROLOGIE
Par
Alssatou DIA
f?APPORT INTERNE
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BIOIVGASSE E T B I O L O G I E
D U P H Y T O P L A N C T O N L E L O N G
D E L A P E T I T E C O T E S E N E G A L A I S E
R E L A T I O N S A V E C L ' H Y D R O L O G I E
RAPPORT PRESENTE
Put
Aïssatou DIA C h e r c h e u r à l ’ e s s a i
.
R E S U M E
Les résultats fournis par sept campagnes océanographi-
ques
entre Dakar et Joal ont permis de suivre l’évolution
de la biomasse phytoplanctonique de la fin-de la saison
chaude (novembre) à la période d’intensification maxima 1 e
( mars ) des upwellings côtiers le long
de la “Petite Côte”
sénégalaise.
Les variations de la biomasse phytoplanctonique suivent
étroitement les conditions hydrologiques.
Les upwellings côtiers au niveau de Popenguine et de
Pointe Rouge provoquent un accroissement considérable de la
chlorophylle 2 qui dépasse 13Vg/l en fin mars alors qu’en al-
lant vers le large les concentrations chlorophylliennes sont
moins importantes.
Les eaux froides issues
de l’activité des upwellings
favorisent en début mars une poussée phytoplanctonique dans
laquelle la diversification des espèces est faible. Les dia-
tomées dominent largement et sont essentiellement des espèces
cosmopolites. La multiplication des cellules est très active
sans qu’il y ait mélange de populations distinctes.
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058
-7
S O M M A I R E
INTRODUCTION
1. PRESENTATION 'DU MILIEU
2. METHODES D'ETUDE
2.1. Stations hydrologiques
2.2. Echantillonnage du phytoplancton
2.3. Les dosages
3. VARIATIONS DE LA BIOMASSE PHYTOPLANCTONIQUE
3.1. Période d'eaux chaudes
3.2. Période d'eaux froides
3.3. Conclusion
4. BIO'LOGIE DU PHYTOPLANCTON
4.1. Aperçu quantitatif et systèmatique des esp0ces recueillies
4.1.1. Tableau de fréquence des espèces récoltées
4.2. Relevé systématique et aperçu de la distribution des espèces
phytoplanctoniques
4.2.1. Les Diatomées
4.2.2. Les Dinoflagellés
4.3. Succession et écologie des populations phytoplanctoniques
4.4. Comparaison des deux méthodes d'étude du phytoplancton : dosage de
la chlorophylle 2 - numération
4.5. Conclusion
5. CONCLUSIONS GENERALES
I N T R O D U C T I O N
Il est communément admis et démontré que l'abondance des ressources
halieutiques dépend en grande partie de la capacité des espèces à se repro-
duire plus ou moins suivant les années et donc des conditions d'environnement
rencontrées par les juvéniles dans la frange côtière.
L'établissement d'un modèle rendant compte de l'influence du milieu
sur l'intensité de la ponte et la survie des juvéniles permettrait de prévoir
les fluctuations annuelles de recrutement dans les pêcheries et par 13 même
d'adapter l'effort de pêche aux conditions prévisibles d'abondance des stocks
exploitables.
Au Sénégal, la zone principale de concentration de juvéniles de toutes
espèces se situe le long de la Petite Côte (entre le Cap-Vert et l'embouchure
du Saloum). Notre étude se déroule au niveau de cette "nurserie'" et s'inscrit
dans un programme de recherche sur "l'incidence de l'environnement sur l'a-
bondance et la disponibilité des ressources halieutiques au Sénégal".
Notre zone d'étude est sous l'influence d'un phénomène océanique par-
ticulier, l'upwelling,
contribuant à la formation d'une zone de haute pro-
ductivité. En effet, dans un upwelling, les eaux riches en sels nutritifs à
une profondeur de quelques centaines de mètres ou plus, sont amenées sous
3
i isc.ion du vent dans la zone euphotique au voisinage de la côte. Ces sels’
dL,ns les couches superficielles ou règne une photosynthsse importante due 3
i ’ insolation, favorisent le développement du phytoplancton, premier élément
(11‘ risseau trophique.
Un upwelling intense enrichissant la zone euphotique en sels minéraux
P,-ut cependant induire des taux de production primaire réduits du fait d’une
rl,;ltitude d’effets liés à la diminution de l’échelle de temps et a l’aug-
![i,-ntd t ion de la turbulence. Un upwelling bien développé crée une circulation
plus rapide, le temps de résidence des eaux riches en sels minéraux dans la
zi.:ne euphotique devenant alors trop court pour permettre au phytoplancton
dç consommer ces sels nutritifs et de se développer suffisamment avant d”être
brouté par le zooplancton. D’autre part la turbulence réduit la possibilité
’
e; longues périodes d’exposition à une lumière intense, nécessaire au pRy-
t3plancton pour croître à un taux soutenu.
Du fait de la stratification de la colonne d’eau, le phytoplancton
peut se présenter en concentrations importantes aisément utilisables par
1. t: zooplancton et les larves de poissons pélagiques. Cependant l’agitation
cici la colonne d’eau par le vent peut éparpiller ces concentrations de phy-
toplancton et diminuer :La disponibilité en nourriture à des degrès tels que
la croissance et la survie de ces organismes ne seraient plus possibles.
li semble donc qu’un upwelling intermittant conduira à des taux plus élevés
dc productivité qu’un upwelling installé en permanence (W~KIBL,EWSKI, 1977).
Le phytoplancton des eaux côtières sénégalaises n’a fait jusqu’ici
! ’ otlj et d ‘aucune recherche continue, il conviendrait de combler cette lacune
t’ il ; effectuant une étude échelonnée sur un cycle annuel pour y observer les
biriations saisonnières qualitatives et quantitatives, complétées d’une
c;tucie corrélative du milieu,
C;e présent rapport analyse donc les variations spatiotemporelles de
a hiornasse phytoplanctonique en rapport avec les conditions physiques et
:himiques du milieu et ne constitue qu’une étape d’un travail plus élaboré
devant faire l’objet d’une thèse de 3ème cycle.
1 *
P R E S E N T A T I O N D U
M I L I E U
I,a zone prospectée s’étend de Dakar (14” 42’ N) au sud de Joal (14” 5’ N),
rlle est limitée par l’isobathe des 200 mètres (figure 1).
Le grand intérêt de cette région réside dans le fait qu’elle se trouve
Cianj une zone de transition entre les eaux tropicales chaudes et des eaux
-~~US f,roides provenant de la dérive canarienne et d’upwellingscôtiers (OREN,
‘b72). Les eaux sont alternativement chaudes et froides avec un changement
:,rutal qui entraîne des modifications dans les populations phytoplanctoniques.
Notre zone d’étude est sous l’influence des alizés, vents du secteur
irord, frais et relativeme:it humides liés au déplacement en latitude de la
dCpression cyclonale qui se trouve sur le golfe de Guinée de décembre à avril.
Parmi les 4 catégories d’eaux définies par BERRIT (1982) dans le golfe
.:e Guinée, 3 se trouvent dans la zone sénégambienne (ROSSIGNOL et ABOUSSOUAN
!965) ;
P
4
- les eaux "tropicales", chaudes et salées (T>24' C, S)35X0),
- les eaux >'canariennes" Y froides et salées(T(24' C, S)35Xo)
représentées ici par le flux méridional de la dérive canarienne et par les
upwellings côtiers.
- les eaux "guinéennes", chaudes et dessalées (T) 24'. C, S(35%,) qui
envahissent ce secteur seulement de septembre à novembre.
Alors que la période comprise entre janvier et avril est marquée par
un upwelling important provoqué par la persistance des alizés, les mois de
mai et juin sont, au contraire, caractérisés par l'atténuation de ces vents
et, par suite, par des upwellings intermittants. Il se produit alors un
réchauffement progressif 3 partir du sud (CONAND et FAGETTI, 1971). L'isotherme
24°C a été choisi arbitrairement pour déterminer la limite nord d'extension
'
des eaux "tropicales" dans cette région.
Situé vers IO-11' N pendant la période
janvier-avril,
il monte rapidement vers le nord de mai à juillet et atteint
20'N. Il dépasse cette latitude d'aofit 3 octo'bre puis redescend vers le sud en
novembre-décembre (OREN, 1972).
Au point de vue de la circulation, notre zone d'étude est sous l'in-
fluence du courant des Canaries, de :La dérive nord-atlantique et des vents.
La circulation des eaux de surface se fait vers le sud,
2.
M E T H O D E S D ' E T U D E
2.1. STATIONS DR PRELEVEMENT
*
2.1.1. Stations hydrologiques
7 campagnes ont été réalisées de novembre
1981 à mars 1982.
La zone d'étude a été divisée en 7 radiales avec un quadrillage de pas
de 5 milles marins comprenant au total 36 stations hydrologiques, dont la pro-
fondeur varie de 10 à 200 m au large (figure 1). Les prélèvements sont ef-
fectués en subsurface à toutes les stations. Afin d'étudier la variation
de la biomasse phytoplanctonique seloln la profondeur, quelques profils ont
été faits avec des prélèvements aux niveaux 0, 5, 10, 20, 30 ou 35, 50, 75
ou 80 mètres.
2.1.2. Stations pour l'étude du phytoplancton
Les prélèvements de phytoplancton ont été effectués du 17 au 23 décembre
1981 sur 18 stations des radiales 1, II, XII, IV et le 12 mars 1982 sur les
stations 1, 8, 9, 10, Il, 12, 13 au voisinage donc du centre d'upwelling
de Pointe Rouge.
2.2. ECHANTILLONNAGE DU PKYTOPLANCTON
Toutes les récoltes s'effectuent en surface à 20 stations réparties sur 5
radiales allant de Dakar à Joal (figure 1).
Cette zone est particulièrement
. c
rnteressante, puisque soumiseà des upwellings, qui font d'elle un des secteurs
les plus riches de la côte sénégalaise.
Le nombre important de stations sur
une aire relativement réduite permet de suivre la répartition spatiale du
phytoplancton à petite échelle. Une série de prélèvements sont effectués
par mois. Cependant, les récoltes risquant d'être trop échelonnées dans le
temps, des échantillonnages seront faits une 'ois par semaine B une station
côtière facilement accessible au large de Pointe Rouge oil se situe un centre
d'upwelling.
__ _.__ _-._-- ,-.---.
-
_.
__
La recherche d’une technique d’échantillonnage du phytoplancton la plus
adaptée à la zone étudiée et donnant des résultats assez représentatifs a été
I’)ln
L
des objectifs de recherche durant cette période d’essais.
Deux premiers essais ont été tentés en fin décembre 1981 et au début du
mois de mars 1982.
En décembre, un litre d’eau a été prélevé à chaque station puis filtré
:SUC filtre tiillipore (pores de 0.45~ de dimension). Cette méthode s’est avérée
insuffisante car le volume d’eau pré.levé était nettement insuffisant. D’autre
part > vu la lenteur de la filtration (environ 40 minutes par échantillon) et
ie nombre élevé de prélèvements, cette méthode d’étude a finalement été abandonnée.
31
.^> mars , 10 litres d’eau ont été prélevés â chaque station puis filtrés à
H.IVEPS du tissu de soie de 50 CI de dimension de maille (la même que celle du
iilet à plancton utili.sé).
Le phytoplancton était alors recueilli dans des
‘iacons contenant 10 ml d’eau distillée formolée à 1%. Deux gouttes ont été
ob.;ervées au microscope pour chaque échantillon. Cette méthode d’étude a égale-
.ment été abandonnée, les organismes de dimensions (50~ n‘étant pas recueillis
;IL~S que la production primaire est surtout le fait des organismes de petite
taille.
La méthode suivante a été finalement adoptée :
Pour chaque station, 10 points sont choisis arbitrairement dans un rayon
si’! dixième de mille. En chacun de ces points 10 litres d’eau de mer sont
priilevées dans un seau. De chacun de ces volumes de 10 litres est prélevé un
voJ.ume d’l litre après agitation pour l’homogénéisation du contenu phytoplanc-
tonique.
*
Du volume final de 10 litres est prélevé après homogénéisation un volume
d’un litre fixé immédiatement au formol.
L’échantillon est mis â sédimenter pendant 24 heures dans une éprouvette
graduée. Après sédimentation, l’eau surnageante est siphonée, le reliquat
étant transvasé dans un récipient plus petit pour une deuxième sédimentation,
Le volume contenant l’extrait phytoplanctonique final est mesuré et après
homogénéisation par agitation, une goutte est alors prélevée pour procéder au
comptage entre lame et lamelle.
2.3. LES DOSAGES
r
Ch1 orophylle
-
Les dosages de chlorophylle ont été réalisés au fluorimètre TURNER 111
ita.lonné au spectrophotomètre. Le principe du dosage a été défini par PAGES
(1981).
‘Températures
Les températures sont mesurées à l’aide de theL omètres 2 renversement.
Salinité
-
-
-
Dosage par mesure de la conductivité au salino’ètre à induction GRUNDY,
modèle no 6230 N.
“p
iqitrates
-
-
Dosage par analyse automatique sur chalne Technicon .Auto Analyzer. La
cléthode utilisée est basée sur celle d*ARMSTRONG et al., (1967).
Phosphates
Le dosage du phosphore minéral réactif est réalisé par spectrophotométrie
selon la méthode manuelle décrite par STRICKLAND et PARSONS (1972).
Silicates
Dosage au spectrophotomètre (STRICKLAND et PARSONS, 1972) par mesure de la
forme réduite du complexe (silicates + molybdate d'ammonium).
Oxygène
Les dosages sont effectués selon la méthode de WINKLER, modifiée par
STRICKLAND et PARSON (1972), avec une mesure potentiométrique du "dead stop
en point".
3.
V A R I A T I O N S D E
L A
B I O M A S S E
P H Y T O P L A N C T O N I Q U E - R E L A T I O N S
A V E C
L ' H Y D R O L O G I E
Le milreu marin intervient sur les organismes phytoplanctoniques d'une
part, par les courants qui les entraînent mais aussi par ses caractères phy-
sico-chimiques.
Situé dans la zone tropicale où les échanges de chaleur sont plus importants
entre les océans et l'atmosphère, la baie de Garée est soumise, une bonne
partie de l'année, à un réchauffement intense de ses eaux de surface. Sa
structure thermique va donc dépendre du rayonnement sola?re, de l'évaparat$.on,
des échanges thermiques avec l'atmosphère, de l'upyelling, du transfert de
chaleur par les courants marins.
Outre la température, les facteurs physicochimiques utilfsés ici pour
l'étude du milieu, sont les sels nutritifs et l'oxygène. 3 sels nutritifs ont
été étudiés : les nitrates, les phosphates et les sîlkates. Ces éléments bio-
gènes provenant de l'excrétion et de la dégradation de la matière organique,
constituent la base de l'alimentation des organismes phytoplanctoniques d'ail
leur importance dans notre étude, Ces sels sont en général concentrés dans
les couches profondes, les fortes concentrations en surface s'expliqueraient
par une remontée de ces eaux profondes. Les phosphates-et silicates n'ont
été dosé qu'en novembre et fin décembre.
L'importance des variations d'oxygène dans le temps et dans l'espace
dans un système d'upwelling peut aisément s'imaginer compte tenu du fait
que le rôle des facteurs biologiques ou physiques q$ contrôlent la concen-
tration d'oxygène est intensifié. Aussi doit-on s'attendre à de très impor-
tants changements d'origine biologique de la concentration d'oxygène par
photosynthèse (production d'oxygène) ou par régénération des substances
nutritives (consommation d'oxygène). Des changements d'origine physiques
des teneurs en oxygène sont à prévoir également D les surfaces marines
agitées par les vents voient les échanges océan - atmosphère favorisés,
tant dans les aires d'eaux sous-saturées en raison de leur remontée ré.cente
(pénétration d'oxygène dans 1'eau)que celles devenues sur-saturées par une
activité photosynthétique intense (départ d'oxygène vers 1"atmosphère). MINAS
et ses collaborateurs (1974) proposent un procédé d'analyse de la distri-
bution de l'oxygène dans les régions d'upwelling côtier au moyen d'un diagramme
oxygène-salinité.
La méthode d'analyse utilisbe dans ce rapport ne permet pas
de dissocier l'oxygène photosynthétîque et l'oxygène atmosphérique, mais
elle permet d'avoîr une idée sur la production photosynthétique d'oxygène
par le phytoplancton.'.
7
La biomasse phytoplanctonique peut être évaluée à l'aide de 1'ATP (adenosine
kriphosphate) du carbone particulaire, du phosphore particulaire ou de la
chlorophylle. D'après LE MASSON et ses collaborateurs (1981) aucun de ses
paramètres de biomasse n'est parfait. Dans ce présent
rapport, la chlorophylle a
est utilisée comme estimateur de la biomasse phytoplanctonique. Ce pigment,
-
ie plus abondant dans les végétaux e% un paramètrie biologique facile à mesurer,
:;e situant sur l'axe entre les facteurs chimiques et la chaîne biologiqu
:DA~~NNEAU, 1977) ; de P~US, sa dégradation rapide permet d'évaluer la fatière
vivante, ses formes dégradées peuvent représenter une fraction importante du
total pouvant atteindre 100% (GLOOSCHENKO et al., 1972).
Deux périodes thermiques peuvent être distinguées dans cette étude : une ,
période d'eaux chaudes, de novembre à début décembre 1981 et une période
zi'eaux froides à partir de la fin du mois de décembre 1981.
3.1. PERIODE D'EAUX CHAUDES
L'apparition tardive des alizés favorise la persistance des eaux guinéennes.
bes eaux de surface sont partout chaudes 025" C) (figure 2), pauvres en sels
1
nutritifs (figure 3) et riches en oxygène (figure 4). La biomasse phytoplancto-
nique est faible en surface. On observe une mince bande côtiére en novembre
entre Rufisque et Popenguine oit les concentrations de chlorophylle atteignent
Ci ug/l sur les fonds de 10 mètres, partout ailleurs les concentrations sont
inférieures à 1 pg/l. La répartition de la chlorophylle 2 est sensiblement
i.a même en début décembre, les zones de plus fortes concentrations (2 B 3 wg/l
se retrouvant au niveau de Pointe Rouge et au sud de Popenguine atteignent les
fonds de 35 mètres (figure 5 et 6).
.
Structure verticale :
VOITURIEZ et DANDONNEAU (1974) ont mis en évidence dans le Dôme de Guinée
tint? stratification verticale permanente. De la surface vers le fond se succédent :
- la thermocline equivalente à la pycnocline et la phosphatocline
- le maximum d'oxygène
- la nitratocline
- le maximum de production primaire
.- le maximum de nitrite
I
- le minimum subsuperficiel d'oxygène
A l'issue d'une étude menée sur la distribution du nitrate et la production
ijrimaire, HERBLAND et VOITURIEZ (1977) concluent que cette stratification est
reproductible avec des variations quantitatives dans l'Atlantique tropical.
La stratification observée sur une verticale à la station 5 du large
est la suivante (figure 7)
- pas de maximum marqué de l'oxygène, mais une diminution progressive
<tvec la profondeur
- début du gradient des phosphates (phosphatocline)
- sommet de la thermocline, à 10 mètres de profondeur
- début du gradient des nitrates (nitratocline)
- maximum de chlorophylle a à 30 mètres de profondeur.
Durant la saison chaude, il existe une couche de surface isotherme au-dessous
?e laquelle la stratification est forte avec une thermocline bien marquée.
La stabilité de cette stratification traduit l'équilibre des processus
physiques et biochimiques qui interviennent dans la distribution de ces
divers paramètres :
1) la production primaire qui consomme des sels nutritifs et produit de
l'oxygène.
2) la respiration qui consomme de l'oxygène.
3) l'excrétion qui produit des sels nutritifs et de la. matière organique
dissoute.
4) l'activité bactérienne qui dégrade la matière organique.
5) la turbulence et l'advection verticale qui compensent la perte en
sels nutritifs provoquée par
6) la sédimentation
La relation phosphate-nitrate est le reflet de l'équilibre consommation-
réminéralisation (BANSE, 1973) : tandis qu'une partie du phosphate est régénéeée
rapidement, par le biais de l'excrétion des hétérotrophes (JOHANNES, 1968),
l'azote est reminéralisé essentiellement sous forme d'ammoniaque. Cette remi-
néralisation différentielle se traduit par un décalage nitratocline-phosphatocline.
La distribution de l'oxygène dans la zone euphotique est régie par trois
éléments :
un réservoir pauvre en profondeur,. un réservoir riche : l‘atmosphère,
et une source in situ : la production primaire. La combinaison de ces trois
éléments aboutit à une distribution de l'oxygène qui,pour le profil étudié,se
présente ainsi :
- une couche saturée qui coïncide avec la couche homogène.
- une couche voisine de la saturation entre 10 et 130 mètres de profondeur
correspondant à la couche la plus importante de la biomasse phytoplanctonique
.
- une diminution plus ou moins rapide en profondeur
La zone euphotique a été interprétée comme un système à deux couches,
l'une supérieure, aux sels nutritifs limitants, l'autre inférieure à la
lumière limitante (DUGDALE, 1967). Ces deux couches sont séparées par le
sommet de la nitratocline.
11 existe un rapport étroit entre la biomasse phytoplanctonique et la
nitratocline,
le maximum de chlorophylle a observé à 30 mètres de profondeur
se trouvant dans la nitratocline. Ce maxiÏkm est formé- de chlorophylle
photosynthétiquement active même s'il se trouve dans des couches profondes oà
la lumière reçue est faible. ANDERSON (1969) a d’ailleurs observé un pic de
chlorophylle active au-dessous de la zone euphotique.
La biomasse phytoplanctonique en saison chaude est donc faible en surface
et plus importante en profondeur. L’épuisement des sels nutritifs dans les
couches superficielles bien éclairées place le phytoplancton dans des conditions
déficientes qui l'amène à s'enfoncer dans les couches plus profondes oii les
conditions de lumière et de sels nutritifs sont réunies pour qu'il y ait une
synthèse chlorophyllienne relativement importante en profondeur.
La profondeur où le contraste entre le disque de Secchi (3s) et la pleine
eau n'est plus visible se situe entre 15 et 18 m de profondeur. La profondeur
limite de visibilité du disque de Secchi est d'autant plus importante que la
teneur des eaux en chlorophylle a est faible.
Il n*y a cependant pas de corré-
lation entre les deux, les mesurës des taux de chlorophylle a n'ayant pas été
effectuées sur 2s.
3.2. PERIODE D’EAUX FROIDES
Ln fin décembre 1981, les vents du secteur nord soufflant parallélement à
is côte sont favorables aux reflux des eaux guinéennes, qui sont alors repoussées
vers le large. Il se produit un mouvement vertical des eaux de bas en haut au
niveau de la côte. La thermocline, la phosphatocline, la s$$.catocline et la
nitratocline montent vers la surface, leur sonrmet n’est plus visible en profondeur
(figure 8).
La stratification observée en saison chaude n’est donc plus reproductible ici.
L’arrivée à la surface des phosphatocline, silieatocline, et nitratocline
enrichit considérablement en sels nutritifs, les eaus superficielles soumises
2 un ensoleillement intense. Les conditions de luminosité et de sels minéraux’
sont alors favorables au développement du phytoplancton qui remonte vers la
surface. La biomasse phytoplanctonique devient plus importante en surface, que
dans les couches profondes, le maximum de chlorophylle a s’observant dans les
eaux superficielles.
La relation entre la transparence et la teneur des eaux en chlorophylle a
ne se vérifie pas, cependant la profondeur limite de visibilité du disque de -
Secchi diminue (12 mètres) avec l’augmentation de la biomasse phytoplanctonique
vers la surface.
En surf ace, les eaux les plus froides (18,7’C) se trouvent devant Pointe
Rouge et Popenguine, OU se situent les centres d’upwelling (figure 9) et
enrichissent donc cette zone en sels nutritifs (figure 10).
La concentration de la chlorophylle a augmente dans toute la zone d’étude
avec des valeurs plus islevées au large de-Pointe Rouge et de Popenguine, sur
les fonds de 20-35 mètres. Ces deux lentilles à concentration chlorophyllienne
relativement élevées sont légèrement décalées vers le large des centres d’upwelling
et enrichissent les eaux superficielles en oxygène photosynthétique (figures 11 et 12).
Les nitrates et la biomasse phytoplanctonique présentent en surface la
distribution classique dans une zone d’upwelling avec des valeurs diminuant
vers le large.
En début février, les eaux froides, riches en sels nutritifs du fond
continuent à remonter vers la surface au niveau des deux centres d’upwelling.
La thermocline et la nitratocline ne sont plus visibles en profondeur
(figure 13), c’est la période d’intensification maximale des upwellings côtiers
de la baie de Gorée.
Le phytoplancton poursuit sa croissance dans les eaux superficielles
tout en les enrichissant en oxygène photosynthétique.
Les eaux de moins de 15°C envahissent la côte de Thiaroye au sud de Mbour
(figure 14) tout en l’enrichissant en sels nutritifs (figure 15) .
Les nitrates montrent toujours la distribution classique dans une zone
d’upwelling avec de fortes valeurs dans les noyaux d’eaux froides près des côtes
zt des valeurs diminuant vers le large (figure 15).
Les plus fortes concentrations de chlorophylle a se retrouvent en surface
sur les fonds de 30 mètres (figure 16). Les conditio% étant plus favorables
CLU développement du phytoplancton, les deux lentilles phytoplanctoniques au
voisinage des centres d’upwelling s’enrichissent en chlorophylle a (6 pg/l),
s’étendent et finissent par fusionner au large de Popenguine sur ‘les fonds de
35 mètres ; l’oxygène, du fait de l’activité photosynthétique accrue, augmente
dans toute cette zone (figure 17). Une troisiéme zone à biomasse phytoplanctonique
relativement importante (5 Fg/1 de chlorophylle a) apparait au niveau de Joal,
elle serait favorisée par la mise en activité d’une troisième cellule d’upwelling
au sud de Joal, plus tardive que celles vues précédemment.
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066
10
En fin février, la remontée des eaux froides se poursuit et toute la côte
de Thiaroye au sud de Mbour est envahie par des eaux froides de moins de l5’C
(figure 18) riches en nitrates (figure 19).
La croissance de la biomasse phytoplanctonique s’accentue, on observe
des taux de chlorophylle a de 7,6 vg/l dans le noyau phytopXanctonique nord,
alors que le noyau sud au-niveau de Joal s’étend vers le nord avec un maximum
de 6,8 ugîg de chlorophylle 2 (figure 20).
A la mf-mars, un upwelling intermittant dii au relachement des alizés,
provoque l’arrêt de la remontée des eaux froides. Les eaux se réchauffent- alors
légèrement en surface. L’isotherme de 16”C, observé Zi la fin du mois de février,
remonte au nord vers la côte jusqu’aux fonds de 20 metres, entre Thiaroye’et
,
Pointe Rouge.,
A la fin du mois de mars, les vents se remettent 3 souffler et les upwellings
côtiers reprennent leur activité.
Les eaux de surface se refroidissent légilrement ((16” C) le long de la
côte jusqu’au sud de Mbour (figure 21).
La *chlorophylle a atteint des concentrat:ions de 12,12 et 13,5 pg/l au
niveau des noyaux phy?oplanctoniques soit le doubledes concentrations mesurées
en fin février. En effet, avec l’intensification dessents au mois de février,
les sels nutritifs sont remontés en surface ; la relaxation des vents associée
à une circulation plus lente, à la rnr-mars,
a permis au phytoplancton de rester
plus longtemps dans la zone euphotique riche en sels minéraux pour y croitre
et augmenter son activité photosynthétique d’oi3 la croissance considérable de
la biomasse phytoplanctonique dans toute la zone d’étude. Les deux lentilles
chlorophyll:ennes fusionnent en partie entre ‘les fends de 20 8 50 mètres.
(figure 22), et, du fait de leur activité photosynthétique appauvrissent cette
zone en nitrate (f?gure 23) tout en
l’enrichissant en oxygène photosynthétique
(figure 24)
La biomasse phytoplanctonique est importante dans toute la couche d’eau au
niveau des stations côtières. A la station du large, on retrouve les plus
fortes concentrations phytoplanctoniques dans :Les 10 premiers mètres d’eau
(figure 26). L’extinction du disque de Secchi aux stations du large s’effectue
entre 4 et 5 mètres de profondeur ce qui traduit bien l’importance de la
0
concentration phptoplanctonique dans la couche superficielle (figure 26).
Les upwellings côtiers de la baie de Gorge ont jusqu’ici créé une situation
favorable au développement du phytoplancton dans la (couche de surface.
3.3. CONCLUSION
Les variations de la biomasse phytoplanctonique suivent étroitement les
conditions hydrologiques.
En période d’eaux chaudes (novembre - début décembre), la biomasse phyto-
planctonique et la nitratocllne sont en rapport étroit. Le, maximum de chloro-
phylle a se trouve dans la nitratocline et remonte avec elle vers la surface
en saison froide, Les upwellings côtiers et principalement l’upwelling inter-
mittant du mois de mars favorisent un accroissement considérable en surface
de la biomasse phytoplanctonique.
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067
.
1 1
4 .
B I O L O G I E D U
P H Y T O P L A N C T O N
2-t.l. APERCU QUANTITATIP ET SYSTEMATIQUE DES ESPECES RECUEILLIES
4.1.1. Tableau de fréquence des espèces récoltées
i
L'attention a été portée tout spécialement sur les Diatomées qui sont
cres abondantes en fin décembre 1981 et au début'du mois de mars 1982. Les
i)inoflagellés sont beaucoup moins nombreuses et beaucoup moins variées.
Sur un tableau de distribution sont présentés une liste de toutes les
:-spêces de Diatomées et de Dinoflagellés rencontrées dans les échantillons
c.xaminés provenant des différentes stations et le nombre d'individu compté
)
pour chaque espèce dans un volume de 0,l ml.
Il s'agit là de notion concernant le nombre de cellules et sans rapport
XV~: leur volume ou leur poids. Quelques échantillons sont très intéressant
!+r leurs ensembles biologiques ou par la dominante d'un groupe d'espèces.
i-.2. RELEVE SYSTEMATIQIJE ET APERCU DE LA DISTRIBUTION DES ESPECES PHYTOPLANCTONIQUES
4.2.1. Les Diatomées
Les Diatomées peuvent être classées en deux catégories d'après leur
abondance et leur distribution spatiale :
1) Les espèces caractéristiques de la période de transition entre la
c:aison chaude et la saison froide , présentes en décembre uniquement, dont :
. 5 espèces très abondantes, présentes à la mgjorité des stations. Ils
c%'agit de :
Nitzschia sersata MARGALEF
Chaetoceros affine HUSTEDT
Chaetoceros eurvisetum HUSTEDT
Rh5zosoZenZa stolterfoth2i HUSTELlT
SkeZetonema costutwn PERAGALLO
. 3 espèces moins abondantes
Nitzschia de2icatissima PERAGALLO
Nitzschia azgu2ar~k PERAGALLO
Nitzschia acicuZar%s CLEVE
. 9 espèces rares, peu abondantes, se retrouvant au voisinage des centres
d'upwelling.
Nitzschia fluminensis CLEW
NZtzsch2a pungeus var. at2antica MULLER MELCHEIS
Nitzschia acicu2aris var. closterioides
Synedra crista22ina HUSTEDT
PZeurosigma intermedium ANLXADE
AsterZone22a jqonica HUSTEDT
Coscinodiseus gigas HUSTEDT
~?oscz'nodiscus radiatus RICARD
Meloszra granulosa
0 8 espèces très rares :
Surire22a ova2is BREB.
Synedra c2osterioi:des HUSTEDT
Chuetoceroscoarctati HUSTEDT
BiokluZphz'a mobi2iensis HUSTEDT
Thu2assiothrix 2oqissima HUSTEDT
Rhizosolenia setigera HUSTEDT
Rhizosolenia caZca:r-suis HUSTEDT
Gorethron hystrix HUSTEDT
1 2
2) Les espèces de saison froide dont :
. 5 espèces concentrées au voisinage des centres d'upwelling en fin décembre :
Thalassionema nitzschioides HUSTEDT
PLeurosigna elongatum ANDRADE
Hemiauhs sinensis HUSTEDT
sont abondantes en fin décembre, la première participe activement à la poussée
phytoplanctonique du mois de mars.
Chaetoceros
decipiensHUSTEDT
RhizosoZenia hyalina REYSSAC
sont moins abondantes en fin décembre et augmentent cons$dkablement en mars. I
. 8 espèces apparaissent plus tardivement, on ne les abserve qu'en mars :
- 3 espèces sont responsables de la poussiée phptoplanctonique, très abon-
dantes, elles sont présentes à toutes les stations
Stephanophy?&s paher$ana HUSTEDT
CeratauZ& bergon$i HUSTEDT
Bacter$astrum hyaZinum HUSTEDT
- 2 espèces sont moins abondantes
Bacter~asbum hyaZ&wn var. pri'nceps X4R.T
cosc$nodiscus oculus - irid& PERAGALLO
- 3 espèces sont rares :
Triceq@un favus HUSTEDT
NitzscMà Longiss$ma PERAGALLO
Nitzschia paradoxa PERAGALLO
4.2.2. Les Dinoflagellés
Ce sont des espèces rares, dont deux sont caractéristiques 5 la période
de transition :
Cerat$un pentagonwn var. tererum JORGENSEfl et
Ceratiwn breve var. parallekun SOURNIA.
GZenodZwn ZenticuZa LEBOUR
FeridZn$wn depressum LEBOUR
DZnophys& tr$pos SCHILLER
Ceratium fuma var. eugranuwm SOURNIA
sont des espèces de saison froide. Les deux premières apparaissent en fin
décembre au voisinage des centres d'upwelling.
4.3. SUCCESSION ET ECOLOGIE DES POPULATIONS PHYTOPLANCT&QUES
L'étude systématique des Diatomées et des Dinoflagellés jointe a un aperçu
de la fréquence des diverses espèces permet d'observer une grande poussée phyto-
planctonique ; celle-ci débute à la mi-décembre 1981 et se poursuit jusqu'en
mars 1982, elle coincide avec la période de poussée phytoplanctonique définie
par SEGUIN (1966) dans son étude sur le plancton de surface de la baie de Dakar.
Dans cette poussée phytoplanctonique, les Diatomées forment l'immense
majorité, tandis que les Dinoflagellés ne constituent jamais de populations importantes.
Fin décembre 1981 (du 17 au 23.12.1981)
30 espèces de Diatomées et 4 espèces de Dinoflagellés ont été dénombrées,
soit 34 espèces phytoplanctoniques. Le phytoplancton-est très abondant, particu-
lièrement au voisinage des centres d'upwelling où le nombre de cellules phyto-
plancton?ques par litre dépasse $millions (figure 27). Cette abondance est liée
1 3
<I~X upwellings qui, comme déja vu, provoquent dès la fin du mois un apport
sensible de sels nutritifs en surface, sur la côte au voisinage de Pointe Rouge
et Popenguine. L’existence d’une convergence côtière entraîne de plus une
accumulation des cellules.
A - Les Diatomées
Les Diatomées sont largement dominantes (tableaux 1 et 2) elles constituent
partout plus de 93% de la population et bien que les espèces Skektonema costatum -
.?aetcceros curvisetum-Chaetoceros affine - NitzschZa s’eriata - Rhizosolenùz
,;toZterfothZi soient nettement prépondérantes, elles sont assez diversifiées
en général du point de vue spécifique. Cette diversité qui caractérise le plus
souvent des communautés vieillies à faible pouvoir de multiplication est aussi,
imputable, dans le cas particulier de ce secteur au mélange de plusieurs popula- 1
tions dû à l’effet de convergence.
Nitzschia seriata - Chaetoceros affine - Chaetoceros curvisetwn - Rh-izosolenia
;Xx~ 2 Lerfo t hii - Nitzschia delicatissima - Synedra cristallina - PZeurosigma
%termediwn - Asterionella japonica - Synedra closterioides - Chaetoceros coarctatum
sont des espèces de surface exclusivement marines et principalement d’eaux
chaudes, pauvres en sels minéraux (DEVEZE,
1957 et SAVOURE, 1976) d’où leur
absence au mois de mars.
Ske Ze tonema costatum - Nitzschia angularis <- Nitzsehia acicukris-Nitzschka
.!GninensZs - Nitzschia pwgeus var. atlantica - Nitzschia acicükzris var.
!YZosterioides - Coscinod~scus gigas - Coscinodiscus radiatus - Mehira granuZosa -
;JidduZphia mobiliensis - Thalassiothrix longissima - RhLzosqlenia calcaravis -
Gwethron hystrix seraient caractéristiques des eaux guinéennes chaudes et
pauvres en sels nutritifs d’où leur rareté en fin pécembre 1981 puis leur dispa-
rition totale en mars IL982 avec l’installation de plus en plus marquée des
eaux froides et riches en sels dissous. Ceci n’est cependant qu’une hypothèse,
l’absence de prélèvements pour l’étude taxonomique du phytoplancton en novembre
et entre fin décembre 11981 et le début du mois de mars n’ayant pas permis de
suivre l’évolution de ces espèces.
Th.aZassionema nitsschioides est une espèce adaptée à de grandes variations
de concentration de sels et de température (entre 18’ et 23’C). Les températures
basses sont cependant plus favorables ZI sa croissance et B sa multiplication.
Elle est assez abondante en fin décembre dans toute la-zone d’étude avec une
plus forte concentration au voisinage des centres d’upwelling. En mars 1982,
!?Ile participe de façon active a la poussée phytoplanctonique.
PZeurosi.gma eZongatu.m et HemiauZus sinensis sont des espèces intermédiaires
entre la période d’eaux chaudes, pauvres en sels nutritifs et la période d’up-
welling. Abondantes à toutes les stations en fin décembre, elles deviennent
rares en mars.
Chaetoceros decipiens et RhizosoZenia hyaiiina sont des espèces d’eaux
froides et riches en sels dissous ; abondantes en mars, on ne les trouve en
:l&embre qu’au voisinage des centres d’upwelling où s’effectue la remontée
de ces eaux.
Yars 1982
.A - Diatomées
L’accentuation du phénomène d’upwelling provoque l’apparition et le déve-
loppement d’espèces d’eaux froides riches en sels nutritifs. Il s’agit de :
.?tepk.anopykis paZ.meriana - CeratauZina bergonii - Bacteriastmun hyalinum -
kzctertistrwn hyaZimum var. princeps et Coscinodiscus oeulus - iridis. Ces
espèces sont responsables du bloom phytoplanctonique dus aux upwellings côtiers
7 autres espèces thermophobes font leur apparition, mais leur participation à
la poussée phytoplanctonique est presque nulle ; ce sont : !Pricerat&w favus -
Xtzschia Zongissima et: Nitzschia paradoxa.
B- Dinoflagellés
Peridinbn depresswn - Glenodium ZentScuZa - Ceratiwn fureu v
Dinophysis tripes sont des espèces d’eaux froides et riches en sels nutr
Les deux premières apparaissent dès fin décembre 1981 au voisinage des c
de remontée d’eaux froides. Leur développement est provoqué;, par l’appar
en surface des eaux d’upwelling.
En mars 1982, la population phytoplanctonique jeune est constituée e
majorité de Diatomées, peu diversifées du point de vue spécifique (13 es
différentes). L’essentiel de la biomasse phytoplanctonique est ici const
d’espèces cosmopolites.
4.4. COMPARAISON DES DEUX METHODES D’ETUDES DU PHYTOPLANCTON :
numératio
dosage de la chlorophylle 2
Sur un graphique ayant en abscisse, le nombre de cellules observé.
et en ordonné la concentration de la chlorophylle a mesurée en surface
ont été reporté les points correspondants aux diff?&entes stations de p
Décembre 198 1 (figure 28 >
La corrélation Ch1 a - concentration cellulaire est peu significativ
(coefficient de corrélatTon r = 0.38, nombre d’observation n = 18). L’ax
majeur réduit a pour équation : Ch1 a = 0.006 x * 2,38.
x = nombre de cellule par litre
Ch1 a e n -#g/l
-
Les points représentants les différentes stations de prélèvement
dispersés du fait de la grande variété de taille des cellules phytopla
les cellules de grande taille renfermant en généralement des quantités
importantes de Chlorophylle a. D’autre part, ces deux méthodes d’étude S O
difficilement comparables car elles ne sont pas équivalent’es. Il faudrait
pour cela ne pas s’arrêter a la concentration cellulaire, mais calculer 1
biomasse de
chaque espèce à partir de son biovolume. Ceci permettr
calculer la biomasse totale du phytoplancton 8:;parti.r du biovolume des.di
espèces.
Les stations 15, 17, 22, 24 relativement pauvres-en cellules et rich
en Ch1 a sont peuplées principalement de cellules de grande taille (T
NitzschToides - N<tzschia seriata - Chuetocer”os affine u- Chaetoceros
Les stations les plus riches en chlorophylle et en cellules sont
trouvant au voisinage des centres d’upwelling (7, 8, 18). Les statio
assez riches en cellules, ont relativement peu de chlorophylle 2, o
essentiellement des cellules de petite taille : Skeletonema costatum.
Mars 1982
L’axe majeur a pour équation : Ch1 5 = 0.03 x - 1.88
La régression chlorophylle a - concentration cellulaire est hautezen
significative (r = 0.96 et n = 87 car ici, tous les prélèvements 0
dans une même zone (stations 1,2, 9, 10, 11, 12 et 13 au voisinage
d’upwelling de Pointe Rouge) où le peuplement est homogène.
Les cellules observées sont de grande taille (} 50 cl) et riches en
chlorophylle a.
-
I
4.5. CONCLUSION
L’exament des pêches phytoplanctoniques effectuées en fin décembre 1
1 et
début mars 1982 a permis la détermination de 44 espèces différentes dont
Diatomées et 6 Dinoflagellés. Les Diatomées sont toujours dominantes, les
Dinoflagellés ne présentant pas de populations importantes.
~a méthode de comptage des espèces phytoplanctoniques par la numf@ation
Jirecte au microscope donne une idée de la répartition du phytoplancton.
t:ependant, sans le calcul des biovolumes spécifiques cette méthode n’est pas
équivalente 3 la méthode de dosage de la chlorophylle 5.
La concentration phytoplanctonique (nombre de cellule~$litre), est très
importante en fin décembre avec une plus forte valeur au volsinage des centres
d’upwelling où elle dépasse 2,5 millions de cellules par litre.L’abondancé et
La diversité spécifique observées sont liées aux upwellings et à l’existence
d’une convergence côtiike entraînant une accumulation des cellules. Les
concentrations phytoplanctoniques sont toujours importantes en mars ati voisinage
du centre d’upwelling de Pointe Rouge (seule zone étudiée) favorisant la
croissance de la population phytoplanctonique jeune.
t
Chacune des deux périodes d’étude correspond Cr une p&ssée phytoplanctonique
Cette étude a permis d’observer des espèces caractéristiques :
I - d’une période de transition en fin décembre
2 - d’une période d’eaux froides et salées en mars.et de mettre en évidence
une période de poussée phytoplanctonique débutant en fin décembre 1981 et se
poursuivant jusqu’en mars 1982.
11 faut cependant émettre quelques réserves sur les résultats obtenus du
fait que les prélèvements n’ont pas été effectués de façon continue entre novembre
81 et fin mars 1982, pour permettre le suivi de l’évolution des espèces phyto-
planctoniques et que d’autre part les organismes de dimensions<50 I.I n’ont
pas été récoltés en début mars.
5 .
C O N C L U S I O N S
G E N E R A L E S
Avant d’aborder des conclusions, il conviendrait de remarquer qu’il
s’agit 13 d’un travail préliminaire dans une région ocl les études de la
biologie du phytoplancton n’ont jamais été faites de façon continue. Différents
spécialistes ont, en effet, déjà publié sur le phytopkancton du Sénégal, mais
sur des échantillons prélevés irrégulièrement.
L’examen des résultats obtenus au cours de 7 missions océanographiques
le long de la “Petite Côte” sénégalaise du 10 novembre 1981 B la fin mars 1982
constitue une étape d’un premier “contact permanent” avec la flore de cette région,
Du point de vue quantitatif, deux techniques ont été appliquée : l’analyse
chimique et la méthode de comptage par la numérotation directe au microscope.
Ces deux méthodes ont permis de donner une idée de la biomasse phytoplanctonique
en indiquant la quantité de chlorophylle a et le nombre de cellules par litre
d’eau. Il existe un rapport étroit entre les variations de la biomasse phyto-
plancton et les conditions hydrologiques.
Du point de vue systématique, 44 espèces phytoplanctoniques ont été déter-
minées dont 38 Diatomées et 6 Dinoflagellés.
Du point de vue écologique, cette étude a permis de distinguer l’existence
d’espèces liées plus ou moins rigoureusement B une saison. La présence
J’upwellings puissants le long de la “Petite Côte” est Cr l’orîgîne de l’abondance
du phytoplancton recueilli qui est caractérisé par la diversité des espèces
rencontrées et par leur abondance.
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Cette étude a permis d'observer des espèces caractéristiques :
- d'une période de transition
- d'une période d'eaux froides.
Une période de poussée phytoplanctonique a été également observée.
A l'issue de ce travail on peut remarquer qu'il serait intéressant dans
des recherches ultérieures dans cette zone de mettre l'accent sur les problèmes
suivants :
- Etude de la biomasse phytoplantonique sur au moins un cycle annuel en
améliorant le protocole des prélèvements et en allongeant la zone d'étude
au-delà de l'embouchure du Saloum afin de vérifier l'hypothèse de l'existence '
d'une troisième cellule d'upwelling au niveau de Joal.
- Etude échelonnée sur plusieurs années afin de bien observer l'écologie
des diverses populations phytoplanctoniques et surtout les interrelations
entre les différents groupes. Cette étude serait complétée par l'examen des
relations entre le phytoplancton et le zooplancton.
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Distribution quantitative des especes phytoplanctoniques (Cellules/G.i ml)
A : du 17 au 23 décembre 1981
B : le 16 mars 1982
Le signe - indique que l'espèce en regard n'a pas été trouvé dans le comptage
- - -
- - - - - -
-
-
Espèces
Stations
1
2
5
6
7
8
9
10
11
12
15
16 17
20 2i
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- - - - - -
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-
DIATOMEES
Nitzschia seriata
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9
10
16
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39
4
2
4
6
3 1c
29
2
2
:
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B
Chaetoceros affine
A
2
9
14
9
12
13
2
4
4
c
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I
1
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B
ChaetocercLçcurvisetunï
A
8
4
8
10
10
4
4
11
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20
-
2
:
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B
Rhizosolenia stolterfothii
A
6
4
14
15
11
9
3
8
5
6
2
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:
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B
SkeZetonema costatm
A
3
5
14
6
39
08
10
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4
14
1
c
3
B
Nitzschia delicatissùna
A
1
1
8
8
6
9
5
4
2
1
7
7
1 ;
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B
Nitzschia anguZaris
A
7
6
7
13
8
12
3
2
2
-
6
-
1
1
1
2 1
B
Nitzschi-a acieularis
A
2
2
21
3
11
18
3
3
16
7
2
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1
2.
B
Nitzschia fh..oninensis
A
1
2
7
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3
2
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4
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1
1
2
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NitzsohZa pungemum. atZantica
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4
4
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1
1
2
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3
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Tableau 2.- Distribution quantitative du phytoplancton
I- du 17 au 23 décembre 1981
II - le 16 mars 1982
A : nombre de cellules dans 0,l ml
B : pourcentage
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Stations
2
5
6
7
8
9
1 0 11
15
16
17
18
19
20
21
/ 22 23
22
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Phytoplancton
i
i
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1
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D I A T O M E E S
A
61
188
306
306
2 9 7
531
255
5 8
42
6 6
5 0
8 4
288
67
16
28
44
44 71
1
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95
100
100
9 9 . 5 9 9 . 3
9 9 . 3 9 6 . 5 9 4
9 3
9 8
9 8 . 6 9 9 . 6
9 7
94
97.6 100
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