La productivité primaire dans les écosystèmes

1. jerome.mathieu [at] snv.jussieu.fr http://www.jerome-mathieu.com La productivité primaire dans les écosystèmes Module LV 396 Fonctionnement des écosystèmes

2. Questions Qu'est ce que la productivité primaire? Comment varie t’elle dans l’espace De quoi dépend elle?

3. Plan du cours I Qu'est ce que la productivité primaire? II Variabilité de la productivité primaire III Déterminants de la productivité primaire

4. I Qu'est ce que la productivité primaire ?

5. I La productivité primaire I.1 Définition Énergie Matière Organique Matière minérale

6. I La productivité primaire I.1 Définition I.1.1 Photosynthèse

7. I La productivité primaire I.1 Définition I.1.1 Photosynthèse xCO2 + yH2O Plantes

8. I La productivité primaire I.1 Définition I.1.2 Chimiosynthèse

9. I La productivité primaire I.1 Définition I.1.2 Chimiosynthèse Bactéries symbiotiques dans Vers tubicoles Bivalves Crevettes zH2SzCH4 zNH3 xCO2 + yO2 ( )

10. I La productivité primaire I.1 Définition Matière Organique Matière minérale Photosynthèse Chimiosynthèse

11. I La productivité primaire I.1.3 Autotrophes vs hétérotrophes Matière Organique Matière minérale Autotrophes

12. I La productivité primaire I.1.3 Autotrophes vs hétérotrophes Matière Organique Matière minérale Autotrophes Hétérotrophes

13. I La productivité primaire I.1.3 Autotrophes vs hétérotrophes "autotrophe" = pas seulement "plante" !

14. I La productivité primaire I.1.3 Autotrophes vs hétérotrophes Exemples d'organismes autotrophes • - Vers tubicoles • - Bivalves • Crevettes des abysses (Bactéries symbiotiques) Elysia chlorotica (s'approprie des chloroplastes !) Cyanobactéries photosynthèse chimiosynthèse

15. Dans ce cours on ne s'intéressera qu'à la photosynthèse: cycle du Carbone I.2 Rôle dans le cycle de la matière

16. I.2 Rôle dans le cycle de la matière Carnivores 2 Carnivores 1 Herbivores Plantes Matière Organique Décomposeurs Matière Minérale

17. I.2 Rôle dans le cycle de la matière Carnivores 2 MO Carnivores 1 Herbivores Plantes Matière Organique Décomposeurs Matière Minérale

18. I.2 Rôle dans le cycle de la matière Carnivores 2 MO Carnivores 1 Herbivores Plantes Matière Organique Décomposeurs Matière Minérale

19. I.2 Rôle dans le cycle de la matière Carnivores 2 MO Carnivores 1 leaching feu récoltes gaz volatiles CO2 pertes MO Herbivores Plantes Matière Organique Décomposeurs CO2 Matière Minérale

20. = 1er maillon des écosystèmes = fixation du CO2 toutes les chaînes alimentaires reposent dessus I.2 Rôle dans le cycle de la matière

21. I.3 Les différentes mesures de la production primaire

22. GPP : Gross Primary Production Carnivores 2 = Quantité de C fixé par an par surface Carnivores 1 Herbivores g. C .surf-1.temps-1 Plantes Matière Organique Décomposeurs CO2 Matière Minérale

23. NPP : Net Primary Productivity Carnivores 2 NPP= GPP – R plantes Carnivores 1 g. C .surf-1.temps-1 Herbivores Productivité primaire nette Plantes Matière Organique Décomposeurs CO2 Matière Minérale

24. NEP Net Ecosystem Production Carnivores 2 NEP= GPP –  R -  pertes Carnivores 1 g. C .surf-1.temps-1 Herbivores Productivité primaire nette de l'écosystème Plantes Matière Organique Décomposeurs CO2 Matière Minérale

25. I.4 Production vs Productivité production = biomasse en place : STOCK productivité = accroissement de biomasse par unité de temps : FLUX en anglais productivité se dit production  g. C .surf-1  g. C .surf-1.temps-1 exemple Productivité Primaire Nette = Net Primary Production NB production se dit yield

26. I.5 Rappel sur la photosynthèse

27. I.5.1 Où elle se fait H2O

28. I.5.2 Les 3 types de photosynthèse CO2 C3 C3 MO CO2 C4 C4 C4 C3 MO CO2 C4 CAM C4 C3 MO

29. II Variations de la productivité primaire

30. II Variations de la productivité primaire II.1 Productivité des biomes

31. II.1 Productivité des biomes I.3 Les différentes mesures de la production primaire

32. II.1 Productivité des biomes • I.3 Les différentes mesures de la production primaire

33. II.1 productivité des biomes • I.3 Les différentes mesures de la production primaire

34. II Gradients de productivité globaux II.1 Gradients latitudinaux N S

35. II.2 Gradients latitudinaux

36. II.2 Gradients latitudinaux

37. II.2 Gradients latitudinaux (France)

38. II.2 Gradients latitudinaux II.2.1 Gradients terrestres 0°

39. II.2 Gradients latitudinaux II.2.2 Gradients océaniques

40. III Déterminants de la productivité primaire

41. III Déterminants de la productivité primaire III.1 déterminants locaux = déterminants physiologiques III.2 déterminants globaux

42. III Déterminants de la productivité primaire III.1 déterminants locaux

43. III Déterminants locaux de la productivité primaire H2O

44. III.1 Lumière

45. III.1.1 Lumière PS nette Pmax (plante en C3) O Irradiance umol m-2.s-1 600 1800 1200

46. III.1.1 Lumière PS nette Pmax (plante en C3) point de compensation pour la lumière PS=R O umol m-2.s-1 600 1800 1200 taux de respiration à l'ombre PS=0

47. III.1.1 Lumière PS nette Pmax (plante en C3) O umol m-2.s-1 600 1800 1200 R>PS PS>R

48. III.1.1 Lumière PS nette Pmax (plante en C3) O umol m-2.s-1 600 1800 1200

49. III.1.1 Lumière Pmax (plante en C3) O umol m-2.s-1 600 1800 1200

50. III.1.1 Lumière PS nette Pmax (plante en C3) O umol m-2.s-1 600 1800 1200 limitation par la lumière limitation par le CO2