Variations spatiotemporelles des compartiments autotrophes et hétérotrophes de la boucle microbienne dans les lacs du sud du Québec Spatial and temporal variations in autotrophic and heterotrophic compartments of the microbial loop in southern Quebec lakes

Résumé

Les variations de la biomasse des compartiments autotrophes et hétérotrophes de la boucle microbienne ont été examinées dans neuf lacs de deux régions du sud du Québec. Six lacs étaient situés dans les Laurentides et trois lacs dans les Cantons de l'Est. Ils se différenciaient en fonction de leur statut trophique, de la géologie du bassin versant, et de la physicochimie des eaux. Dans chaque lac, l'échantillonnage a été réalisé à trois profondeurs correspondant aux strates épi-, méta- et hypolimnétiques et à cinq dates au cours de l'été (1990-1992). Les biomasses moyennes de picoplancton autotrophe (PPA : 16-80 µg·C·L^-1), de picoplancton hétérotrophe (PPH : 97-647 µg·C·L^-1), de nanoplancton autotrophe (NPA : 7-37 µg·C·L^-1) et de nanoplancton hétérotrophe (NPH : 9-29 µg·C·L^-1) notées dans les lacs du sud du Québec le long d'un gradient trophique de PT variant de 7 à 73 µg·L^-1 étaient du même ordre de grandeur que celles rapportées pour d'autres écosystèmes d'eau douce au Canada.

La majeure partie de la variation dans les biomasses des compartiments microbiens étaient reliée aux variations inter-lacs mais il existaient aussi des sources de variation significatives au sein des lacs, soit au niveau spatial entre les strates limnétiques ou au niveau temporel entre les dates d'échantillonnage durant l'été. Toutefois, les patrons de variation spatiotemporelle intra-lac variaient d'un lac à l'autre. Les variations inter-lacs de la biomasse des quatre compartiments microbiens ont été mises en relation avec les changements dans les concentrations de phosphore total (PT) et dans les densités de macrozooplancton. Le niveau trophique des lacs, exprimés en PT, et l'abondance du macrozooplancton avaient un effet sur les biomasses des compartiments picoplanctoniques. La biomasse de PPA et PPH décroissait dans les lacs eutrophes des Cantons de l'Est ayant des concentrations de PT supérieures à 20 µg·L^-1 et dans les lacs ayant de fortes densités de macrozooplancton ou un faible rapport micro-macrozooplancton. Notre étude n'a pas mis clairement en évidence les effets du niveau trophique ou du macrozoopancton sur les compartiments nanoplanctoniques (NPA, NPH).

Mots-clés:

• Picoplancton,
• nanoplancton,
• boucle microbienne,
• lacs,
• sud du Québec

Abstract

The biomass of autotrophic and heterotrophic microbial compartments were measured in nine lakes in two regions of southern Quebec. Six lakes were located in the Laurentides while three lakes were situated in the Eastern Townships. They varied in trophic status, watershed geology, and water chemistry. Each lake was sampled at three depths, corresponding to the epi-, meta-, and hypolimnion strata, and at five dates over the summer season (1991-1992). The mean biomass of autotrophic picoplankton (PPA: 16-80 µg·C·L^-1), heterotrophic picoplankton (PPH: 97-647 µg·C·L^-1), autotrophic nanoplankton (NPA: 7-37 µg·C·L^-1), and heterotrophic nanoplankton (NPH: 9-29 µg·C·L^-1) found in Quebec lakes over a PT range of trophy varying from 7 to 73 µg·L^-1 were of the same order as those reported in other freshwater environments in Canada.

Most of the variation in the biomass of the four microbial compartments was related to among-lake variation. Some variation was also due to within-lake spatial variation among limnetic strata or temporal variation over the summer season. However, within-lake patterns of variation patterns were different among lakes. Among-lake variations in the biomass of the four microbial compartments were examined in relation to changes in total phosphorus concentrations (PT) and macrozooplankton densities between lakes. Both lake trophy, expressed by PT, and macrozooplankton abundance influence the biomass of picoplankton compartments. The biomass of PPA and PPH decline in the most eutrophic lakes of the Eastern Townships where PT > 20 µg·L^-1. PPA and PPH biomass were also reduced in lakes with the highest density of macrozooplankton or with low micro-/macrozooplankton ratio. Our study did not clearly detected the effects of lake trophy or macrozooplankton on nanoplanktonic compartments.

Keywords:

• Picoplankton,
• nanoplankton,
• microbial loop,
• lakes,
• southern Quebec