Caractérisation et dynamique de la matière organique du fleuve et des plaines d'inondation du bassin central amazonien

• Auteur / Autrice : Jean-Michel Mortillaro
• Direction : Tarik Meziane
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la nature et de l'homme. Biogéochimie et limnologie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Gwenaël Abril
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Keith, Pascal Riera
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Benedetti, Nicole Richoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie des plaines inondables

Écologie des cours d'eau

Composition chimique

Analyse

Matière organique

Brésil

Plaines inondables

Amazone (cours d'eau)

Eau -- Teneur en composés organiques

Résumé

Les systèmes fluviaux jouent un rôle prépondérant dans les processus qui contrôlent la fixation du CO2 atmosphérique. Cependant, du fait de fortes variabilités spatiales et temporelles des sources de matière organique (MO), leur contribution relative dans la dynamique du carbone des grands écosystèmes fluviaux ne sont pas pleinement compris. Le but de ce travail est de caractériser les sources de MO dans le bassin central du fleuve Amazone. La composition en acides gras (AG) et isotopes stables du carbone et de l'azote (δ13C, δ15N) dans la MO a été analysée dans cinq plaines d'inondation (appelées localement Várzea), le fleuve Amazone et quatre de ses principaux affluents (Solimões, Negro, Madeira et Tapajós). La MO qui a été analysée inclut des macrophytes (Eichornia sp. , Paspalum repens, Pistia stratiotes et Salvinia auriculata), des échantillons de plancton, la matière organique particulaire en suspension (SPOM), des sédiments et sols de la forêt inondée. Une caractérisation saisonnière de cette MO, en fonction de l'oscillation annuelle du cycle hydrologique, indique une forte production autotrophique par les cyanobactéries dans les Várzea, pendant la période de décrue. A cette saison, un transfert de MO, issue des cyanobactéries et de la dégradation des macrophytes, est également mis en évidence des Várzea vers le fleuve. Toutefois, ces macrophytes, qui utilisent différentes voies de photosynthèse, ne contribuent pas de manière égale au pool de MO et au réseau trophique. Une expérience de dégradation a donc permis de mettre en évidence la dynamique de décomposition de ces macrophytes et le rôle des microorganismes. La caractérisation des sources de MO, leurs variabilités spatiales et saisonnières, les processus de dégradation qui en résultent et leur contribution dans le réseau trophique, indiquent que la MO produite dans les Várzea constitue la source majeure de carbone respiré dans les fleuves et rivières du bassin Amazonien et résulte de la production phytoplanctonique.

River ecosystems have a key role in the processes, which control the storage of atmospheric CO2. However, because of strong spatial and temporal variabilities in the sources of organic matter (OM), their relative contribution to the carbon dynamics of large river ecosystems is not fully understood. The present work aimed to characterize the sources of OM in the central Amazon basin. The fatty acids (FA) and stable carbon and nitrogen isotopic (δ13C, δ15N) compositions of OM were investigated in five floodplains (locally called Várzea), the Amazon River and four of its main tributaries (Solimões, Negro, Madeira and Tapajós). The OM analyzed includes macrophytes (Eichornia sp. , Paspalum repens, Pistia stratiotes and Salvinia auriculata), plankton samples, suspended particulate organic matter (SPOM), sediments and soils from the flooded forest. A seasonal characterization of this OM, according to the annual oscillation in the hydrological cycle, indicates a strong autotrophic production from cyanobacteria in Várzea during the drought season. At this season, a transfer of OM, resulting from cyanobacteria and decomposition of macrophytes, has been evidenced from the Várzea to the rivers. However, these plants, which use different pathways of photosynthesis, do not contribute equally to OM and to the food web. Thus, a degradation experiment showed the decomposition dynamics of these macrophytes and the role of micro-organisms. The characterization of OM sources, their spatial and seasonal variabilities, the processes involved in its degradation as well as its utilization by consumers, indicate that the OM produced in Várzea constitute the major source of respired carbon in rivers from the Amazon basin and results from phytoplanktonic production.