Fixation d'azote dans l'atoll de Tikehau : résultats

Loïc Charpy, IRD

La fixation d'azote par les communautés benthiques du lagon de Tikehau a été mesurée entre 1991 et 1995. La méthode utilisée est celle de la mesure du taux de réduction de l'acétylène, étalonnée avec de l'azote 15 gazeux (¹⁵N₂) pour chaque communauté de cyanobactéries. Pour en savoir plus sur les incubations, les mesures de concentrations en acétylène et l'étalonnage de la méthode, se reporter au chapitre méthodologie.

 Taux de fixation d'azote 

Une fixation d'azote a été observée dans tous les substrats étudiés. Les résultats apparaissent dans différents tableaux et sont commentés dans cette page.

Taux de réduction d'acétylène 

Les taux de réduction d'acétylène durant la période diurne varient de façon importante et sont tous supérieurs à ceux observés durant la période nocturne. Les expériences montrent que les taux décroissent dès le coucher du soleil. Pour les fonds meubles ce sont les communautés du sable 2 qui montrent le plus haut taux de réduction d'acétylène (Tableau 2). L'activité de nitrogénase des débris coralliens des pinacles est également très forte et 7 fois plus importante le jour que la nuit . 

La profondeur d'incubation influe peu sur le taux, sauf dans le cas du sable 3, pour lequel il y a une différence notable: seulement 49% de réduction à la profondeur moyenne du lagon (25 m) comparativement à la surface où ont eu lieu la majorité des incubations.

Taux de fixation d'azote des communautés 

Nous avons utilisé nos valeurs d'étalonnage de la méthode à l'acétylène déterminées expérimentalement  (1.8 à 4.8 mol de N₂ fixé mol^-1 C₂H₂ réduit selon la communauté) pour convertir les taux de réduction de C₂H₂ en taux fixation de N₂. Les taux de fixation de N₂ des différents substrats apparaissent dans le Tableau 3 à la colonne (N₂Fix)S. Le taux de réduction d'acétylène est supérieur pour les débris coralliens. Cependant, en utilisant le rapport d'étalonnage déterminé expérimentalement, la fixation d'azote par ces débris est inférieure à celle des communautés du sable 2. Cette communauté a le plus haut taux de fixation par m²  (3.9 mg N jour^-1), suivie par les surfaces de débris coralliens (2.12 mg N jour^-1).

Fixation d'azote benthique dans l'ensemble du lagon

Pour estimer la fixation benthique de N₂ pour l'ensemble du lagon, nous avons utilisé les valeurs de pourcentage des substrat meuble couvert par les 4 communautés qui apparaissent dans le Tableau. Pour les débris coralliens, nous partons du principe que chaque m² de pinacle est recouvert de débris. Pour tenir compte de la surface des flancs du pinacle, nous avons multiplié par 3 le pourcentage de la surface du lagon couvert par les pinacles (2%) comme recommandé par Larkum et al., (1988).

Pour l'ensemble du lagon, les taux de fixation d'azote des communautés, appelé (N_2Fix)_T  dans le Tableau 3, exprimés en kg N jour^-1sont égaux au taux de fixation de chaque communauté ramené au m² de lagon ((N_2Fix)_M )multiplié par la surface totale du lagon (400.2 km²).

La contribution des débris coralliens est inférieure à celle des fonds meubles en raison de leur faible superficie.

 Contribution des communautés benthiques de fixateurs d'azote à la production primaire de l'atoll de Tikehau  

Pour estimer la contribution de la fixation d'azote aux besoins en azote de la production primaire benthique, nous admettons que:

(1) Le besoin en azote pour la production primaire est égal à la production nouvelle de la communauté

(2) L'azote provenant de la fixation par les communautés des fonds meubles est utilisé exclusivement pour la production microphytobenthique à l'interface eaux-sédiments 

(3) L'azote provenant de la fixation par les communautés des débris coralliens est utilisé exclusivement pour la production des pinacles.

Nous avons calculé les quantités d'azote utilisées par ces productions primaires en utilisant le rapport de Redfield (C:N = 6.6:1),  la valeur de production primaire brute microphytobenthique de 250 mg C m^-2 jour^-1 donnée par Charpy-Roubaud (1988) et la valeur de 100 mg N m^-2 jour^-1 donnée pour la production excédentaire des pinacles du lagon par Charpy et Charpy-Roubaud (1998). 

La quantité d'azote utilisée pour la production primaire brute microphytobenthique est de 44.2 mg N m^-2 jour^-1. Les besoins en azote de cette production sont calculés à partir de la production nouvelle estimée en utilisant la valeur classique de 0.1 pour le F-ratio de Eppley et Peterson (1979) soit 4.4 mg N m^-2 jour^-1. La fixation d'azote microphytobenthique qui est de 1.08 mg N m^-2 jour^-1 (Tableau 3)  contribue donc pour 24.4% à cette production nouvelle.

La production excédentaire d'azote des pinacles est de 17.7 mg N m^-2 jour^-1. Si on considère comme Hatcher (1990) qu'elle est proche de la production nouvelle, on peut estimer que la fixation d'azote contribue pour 12% à la production nouvelle des épiphytes des débris coralliens.

 Conclusions sur l'importance de la fixation de N2 dans l'atoll de Tikehau

Cette page est extraite de :

Charpy-Roubaud C., Charpy L., Larkum A.W. (2001) Atmospheric dinitrogen fixation by benthic communities of Tikehau Lagoon (Tuamotu Archipelago, French Polynesia) and its contribution to benthic primary production. Mar. Biol. 139: 991-997