FONCTIONNEMENT ET LIMITATIONS DE L’ACTIVITÉ BIOLOGIQUE
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l’azote et du phosphate diffèrent significativement. Les flux d’azote importants liés à la fixation de N, et à la dénitrification entraînent un recyclage rapide de l’azote assimilable par le
phytoplancton à l’échelle de l’océan. Ainsi, le temps de résidence du nitrate dans l’océan
(environ 3000 ans) est beaucoup plus court que celui du phosphate (20000-80000 ans). La
productivité de l’océan est donc contrôlée à long terme par le phosphate et à court terme
par le nitrate. Il semble que les effets antagonistes de la fixation de N, et de la dénitrification
maintiennent un rapport N/P dans l’eau de mer de 16/1 à l’échelle de l’océan, identique
au rapport de Redfield N/P de la matière organique (Figure 7.12). Mais comment coupler
ces deux processus qui n’ont pas lieu dans les mêmes zones de l’océan ? Une hypo±èse-fait
intervenir l’oxygène. Une augmentation du stock de nitrate due à une fixation importante de
N2 conduirait à une augmentation de la production biologique en surface et de la reminéralisation dans l’océan profond. Cette reminéralisation accrue entraînerait une baisse de la
concentration en O, dans les eaux intermédiaires et profondes. Il en suivrait une extension
des zones anoxiques et de la dénitrification, ce qui ferait baisser la concentration en nitrate.
Inversement, une diminution du stock de N, pourrait être régulée par une baisse de la dénitrification. La ressemblance entre le rapport N/P de la matière organique et celui de l’eau
de mer viendrait alors du fait que la fixation de N, serait limitée en fin de compte par la
disponibilité de P, si bien que le rapport N/P de l’eau de mer s’ajusterait au rapport N/P de
la matière organique qui se reminéralise dans les eaux profondes.
7.9. Les effets de l’anthropisation
A l’opposé des problèmes de limitation, l’océan doit aujourd’hui faire face aux apports
croissants d’éléments nutritifs d’origine anthropique. Ces effets sont surtout marqués dans le
domaine côtier, principalement dans les zones communiquant peu avec l’océan ouvert. Par
exemple, l’augmentation des rejets de nitrate liés à l’agriculture entraîne une fertilisation de
1 eau de mer qui se traduit par des « marées vertes » de plus en plus fréquentes sur les plages
bretonnes. Dans le cas du golfe du Mexique, les apports accrus de composé azotés par le
Mississippi se traduisent par une forte augmentation de la production de matière organique
et une forte consommation d’oxygène pour la reminéraliser. L’appauvrissement des eaux
en oxygène conduit à la mort de nombreux animaux et compromet l’industrie locale de la
pêche.
^L’eutrophisation, c’est-à-dire l’augmentation globale de la production biologique, n est
pas la seule conséquence de l’augmentation des apports anthropiques. En modifiant le rapport P/N/Si des eaux côtières, ces apports changent la structure des écosystèmes^En mer
du Nord par exemple, le rapport N:P du Rhin est passé de 30 en 1950 à 50 en 1985. Les
efforts de réduction des rejets de phosphate et la baisse plus modeste des rejets de nitrate
ont conduit à un rapport N:P supérieur à 100. Dans le même temps, le flux de silice qui
est principalement lié à l’altération des minéraux est lui resté stable. Cela a entraîné en mer
du Nord un déclin des diatomées remplacées par des flagellés dont Phaeocystis, une algue
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l’azote et du phosphate diffèrent significativement. Les flux d’azote importants liés à la fixation de N, et à la dénitrification entraînent un recyclage rapide de l’azote assimilable par le
phytoplancton à l’échelle de l’océan. Ainsi, le temps de résidence du nitrate dans l’océan
(environ 3000 ans) est beaucoup plus court que celui du phosphate (20000-80000 ans). La
productivité de l’océan est donc contrôlée à long terme par le phosphate et à court terme
par le nitrate. Il semble que les effets antagonistes de la fixation de N, et de la dénitrification
maintiennent un rapport N/P dans l’eau de mer de 16/1 à l’échelle de l’océan, identique
au rapport de Redfield N/P de la matière organique (Figure 7.12). Mais comment coupler
ces deux processus qui n’ont pas lieu dans les mêmes zones de l’océan ? Une hypo±èse-fait
intervenir l’oxygène. Une augmentation du stock de nitrate due à une fixation importante de
N2 conduirait à une augmentation de la production biologique en surface et de la reminéralisation dans l’océan profond. Cette reminéralisation accrue entraînerait une baisse de la
concentration en O, dans les eaux intermédiaires et profondes. Il en suivrait une extension
des zones anoxiques et de la dénitrification, ce qui ferait baisser la concentration en nitrate.
Inversement, une diminution du stock de N, pourrait être régulée par une baisse de la dénitrification. La ressemblance entre le rapport N/P de la matière organique et celui de l’eau
de mer viendrait alors du fait que la fixation de N, serait limitée en fin de compte par la
disponibilité de P, si bien que le rapport N/P de l’eau de mer s’ajusterait au rapport N/P de
la matière organique qui se reminéralise dans les eaux profondes.
7.9. Les effets de l’anthropisation
A l’opposé des problèmes de limitation, l’océan doit aujourd’hui faire face aux apports
croissants d’éléments nutritifs d’origine anthropique. Ces effets sont surtout marqués dans le
domaine côtier, principalement dans les zones communiquant peu avec l’océan ouvert. Par
exemple, l’augmentation des rejets de nitrate liés à l’agriculture entraîne une fertilisation de
1 eau de mer qui se traduit par des « marées vertes » de plus en plus fréquentes sur les plages
bretonnes. Dans le cas du golfe du Mexique, les apports accrus de composé azotés par le
Mississippi se traduisent par une forte augmentation de la production de matière organique
et une forte consommation d’oxygène pour la reminéraliser. L’appauvrissement des eaux
en oxygène conduit à la mort de nombreux animaux et compromet l’industrie locale de la
pêche.
^L’eutrophisation, c’est-à-dire l’augmentation globale de la production biologique, n est
pas la seule conséquence de l’augmentation des apports anthropiques. En modifiant le rapport P/N/Si des eaux côtières, ces apports changent la structure des écosystèmes^En mer
du Nord par exemple, le rapport N:P du Rhin est passé de 30 en 1950 à 50 en 1985. Les
efforts de réduction des rejets de phosphate et la baisse plus modeste des rejets de nitrate
ont conduit à un rapport N:P supérieur à 100. Dans le même temps, le flux de silice qui
est principalement lié à l’altération des minéraux est lui resté stable. Cela a entraîné en mer
du Nord un déclin des diatomées remplacées par des flagellés dont Phaeocystis, une algue