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Phénologie
Définition
La phénologie des êtres vivants est l'étude de l'apparition d’événements périodiques déterminés par les variations saisonnières du climat. Par exemple la floraison des plantes, la fructification des arbres, la coloration des feuilles à l’automne, l’arrivée des oiseaux migrateurs sont des événements phénologiques. Les rythmes saisonniers de la flore et la faune sont étroitement dépendants des changements de température. L’étude de ces manifestations saisonnières est d'un intérêt primordial pour les scientifiques souhaitant mesurer l’impact du changement climatique sur la biodiversité. Par exemple, une augmentation sensible de la température peut avancer de plusieurs jours voire de plusieurs semaines le réveil printanier de la végétation ou le retour des hirondelles.
Observation de l'apparition de la feuille de marronier
L'amplitude des variations de l'apparition de la première feuille du marronnier à Genève est très grande. Ainsi, cet événement a été observé en 1816 le 23 avril et en 2002 le 29 décembre. Depuis le début du XXe siècle, on remarque une nette tendance à l'apparition plus précoce de cette phase. (Observatoire des saisons)
L'amplitude des variations de l'apparition de la première feuille du marronnier à Genève, pour les années 1816 et 2003.
Phénologie du phytoplancton
Pour le phytoplancton, la phénologie est souvent exprimée par la date à laquelle surviennent les efflorescences algales, leur amplitude et leur durée. Elle est étroitement liée au climat, et les fluctuations de ce dernier font partie intégrante de la variabilité phénologique des producteurs primaires. L’apparition de plus en plus précoce des efflorescences printanières du phytoplancton sous l’effet de l’augmentation de la température reste l’une des hypothèses les plus évoquées. Cependant, la réponse du phytoplancton est loin d’être unique, et l’interaction avec d’autres paramètres ainsi que des variations inter-spécifiques implique une diversité de réponses (Hernandez-Farinas, 2015).
Mesures de chlorophylle a effectuées dans la Baie de San Francisco
Les mesures ont été effectuées à l'échelle de l'heure pendant 14 jours. Durant la première semaine, les mesures de chlorophylle a montrent des fluctuations périodiques semi-diurnes. Ceci est en relation avec les gradients spatiaux de chlorophylle a oscillant avec la marée. Pendant la deuxième semaine, une augmentation importante de la biomasse du phytoplancton est observée. Dans ce contexte, les fluctuations semi-diurnes de la biomasse, même si elles restent observables, sont en grande partie masquées par le taux rapide de croissance du phytoplancton. Cette variation journalière de la biomasse caractérise une efflorescence phytoplanctonique
Des fluctuations à une échelle temporelle plus importante sont également visibles. Celles-ci incluent les variations saisonnières, inter-annuelles et à long-terme (e.g. changements abrupts). Le pic saisonnier de chlorophylle a est observé en été. La variabilité inter-annuelle est marquée par des efflorescences en été atténuées durant les années où l’apport en eau douce est extrêmement élevé et le temps de résidence des masses d'eau court. Le changement apparemment persistant de la chlorophylle a et la disparition de l'efflorescence d'été a eu lieu suite à l'introduction d’un coquillage filtreur en 1987.
La variabilité temporelle et spatiale du phytoplancton s'exprime à différentes échelles. Mesures de chlorophylle a effectuées dans la Baie de San Francisco à l'échelle de l'heure pendant 14 jours (A) et mensuelle pendant 21 années (B) (d'après Cloern, 1996).
D'après : Phytoplankton bloom dynamics in coastal ecosystems: A review with some general lessons from sustained investigation of San Francisco Bay, California Cloern, REVIEWS OF GEOPHYSICS Volume: 34 Issue: 2 Pages: 127-168
Modélisation
Le but d’une étude phénologique est de caractériser les différents événements de la phase de la vie d’une espèce. Le choix de la méthode dépend des questions que l’on se pose, des caractéristiques de l’espèce ou de la communauté ou de l’écosystème qu’on veut étudier et des données disponibles. Par exemple, si l'on veut déterminer la date de démarrage d’un bloom, une méthode utilisée habituellement consiste à détecter la date à laquelle l’abondance d’une espèce ou la concentration de chlorophylle est supérieure à un pourcentage (5-10%) de la moyenne de l’année. Ici, nous avons choisi de caractériser les différentes phases du bloom d’Alexandrium minutum :
- Abondance maximale
- Date de l’abondance maximale
- Date de démarrage
- Date de fin du bloom
- Duré du bloom
- Durée de la phase de croissance
- Durée de la phase de décroissance
- Pente de la phase de croissance
- Pente de la phase de décroissance
Les paramètres qui caractérisent une efflorescence algale
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Mise à jour : 25/04/2016
