Etude de la capacité biotique dans les trois lagunes de Petriky (Ambinanibe, Andranasy et Andrantoloharano) de la Région Anosy à Fort Dauphin.

Abstract

L’étude biogéochimique et du phytoplancton des trois lagunes de Petriky à Fort Dauphin (Sud-Est de Madagascar) a été entreprise avant leurs perturbations par la mise en exploitation d’une mine à ciel ouvert d’Ilménite. Les lagunes de Petriky sont un ensemble de trois lagunes contiguës de taille moyenne de 5 à 10 km2. De l’Est vers l’Ouest, on trouve la lagune d'Ambinanibe qui est la plus vaste (9,5 km ) et la moins profonde (2,5± 0,2 m). C’est une lagune ouverte, qui reçoit au Nord, les eaux du fleuve Ifaho et qui possède au Sud une passe temporaire la reliant à la mer. La lagune centrale Andranasy a une superficie de 8,2 km et une profondeur moyenne de 3,2 ± 0,3 m. Elle possède une liaison permanente avec la lagune d'Ambinanibe et une liaison temporaire avec la troisième lagune d’Andrantoloharano. La lagune d’Andrantoloharano est quasi fermée, c’est la plus petite (5 km ) et la plus profonde (4,5m ± 0,3m). La température moyenne de l’eau de la lagune d’Ambinanibe, Andranasy et Andrantoloharano est respectivement de 25,3 ± 2,6°C, 25,4± 3,0 °C et 25,35 ± 3,0°C. Pour les trois lagunes, les valeurs moyennes du pH sont évaluées à 7,7 ± 0,5 à Ambinanibe, 7,7 ± 0,2 et 7,9 ± 0,2. Les trois lagunes de Petriky sont saumâtres. Ambinanibe est la seule qui possède deux couches de salinité différente, quand la passe est ouverte durant le premier semestre. La couche de surface a une salinité de 8,7 ± 5,2‰ et la couche de fond de 14,9 ± 6,5‰. Les autres lagunes sont homogènes et ont une salinité de 10,4 ± 3,2‰ pour Andranasy et de 8,8 ± 4,6‰ pour Andrantoloharano. Les valeurs d’oxygène ne varient pas significativement entre les lagunes (7,14 ± 0,11 mg/l). Il n’y a jamais d’anoxie. Tous les enrichissements majeurs proviennent du bassin versant de l’Ifaho. Ainsi la charge particulaire et la turbidité diminuent en fonction de l’éloignement de l’embouchure de la rivière Ifaho. La profondeur moyenne de disparition du disque de Secchi est de 1,51 ± 0,34 m à Ambinanibe, 2,03 ± 0,45 m à Andranasy et 2,16 ± 0,62 m à Andrantoloharano. Dans tous les cas, la profondeur de disparition du disque est inférieure à celle de la colonne d’eau. Les lagunes ont, toute l’année, des concentrations quantifiables en sels nutritifs. Les enrichissements sont consécutifs aux crues de l’Ifaho. Les concentrations moyennes en ammonium sont différentes de 1,2 ± 0,6 μmol/l à Ambinanibe, de 2,9± 2,0 μmol/l à Andranasy et de 4,8 ± 3,1 μmol/l à Andrantoloharano. L’enrichissement en nitrates débute au mois de janvier par la lagune d’Ambinanibe et gagne progressivement les autres lagunes avec un décalage d’un mois. Après les crues, les pics de concentration en nitrates sont très élevés et les différences de concentration entre les minima et les extrema varient de 200 à 400 fois plus selon les lagunes. Les concentrations de l’eau de surface en nitrates varient entre 0,4 et 158,5 μmol/l à Ambinanibe, 1,7 et 299,7μmol/l à Andranasy et 0,6 et 123 μmol/l à Andrantoloharano. Les concentrations moyennes en nitrite des trois lagunes d’Ambinanibe, Andranasy et Andrantoloharano sont respectivement de 0,15 ± 0,10 mol/l, 0,12 ± 0,07 mol/l à Andranasy et 0,21 ± 0,15 mol/l Andrantoloharano. Le silicate répond également à ce schéma d’enrichissement avec un enrichissement qui débute en novembre à Ambinanibe avec un décalage dans le temps en allant de l’Est vers l’Ouest. Les concentrations moyennes de silicate sont de 60,64 ± 24,24 mol/l à Ambinanibe, 59,06 ± 25,83mol/l à Andranasy et 31,23 ± 15,10 mol/l à Andrantoloharano. Pour les phosphates, les valeurs moyennes des concentrations sont de 0,22 ± 0,07 mol/l à Ambinanibe, 0,18 ± 0,04 mol/l à Andranasy et 0,14 ± 0,05 mol/l à Andrantoloharano. L’enrichissement est moins marqué et plus étalé dans le temps. Les lagunes sont mésohalines et oligo-mésotrophes selon la période de l’année avec un enrichissement marqué en sels nutritifs en période de pluies. Un suivi temporel des concentrations de chlorophylle-a, et de la densité des espèces phytoplanctoniques a été réalisé. La production primaire a été étudiée au cours de missions ponctuelles. La méthode in situ avec incubation de carbone 14 a été employée. Les résultats démontrent que les lagunes ont des productions primaires différentes. La plus forte production est liée aux apports extérieurs. La lagune ouverte d’Ambinanibe à une production 5 fois plus importante que la lagune semi ouverte d’Andranasy et 8 fois plus que la lagune quasi fermée Andrantoloharano. Les valeurs sont respectivement de 64 ± 21 μg C l-1 jour-1, 13,7 ± 5μg C l-1 jour-1 et 8,5± 2 μg C l-1 jour-1. La concentration en chlorophylle-a de la lagune d’Ambinanibe est le triple de celle d’Andranasy et Andrantoloharano. Les valeurs respectives sont en moyenne de 0,9 ±0,4 μg Chl-a/l, 0,3 ± 0,2 Chl-a μg/l et 0,3± 0,1 Chl-a μg/l. L’abondance des cellules du phytoplancton est maximale à Ambinanibe, et sensiblement la même à Andranasy et à Andrantoloharano. Les valeurs sont respectivement de 1139 ± 354, 787 ± 438 et 821 ± 321 cellules /ml. Les genres cosmopolites Amphora, Entomoneis, Pleurosigma, Navicula, Nitzschia (Diatomées) et les espèces Gonyaulax polyedra, Peridinium bispinium, Peridinium willei (dinoflagellés euryhalins) ont été rencontrés abondamment. Au cours du suivi temporel, on a mis en évidence que la production primaire, la concentration en chlorophylle-a et la densité du phytoplancton varient saisonnièrement et augmentent avec les apports d’eau douce

The biogeochemical and phytoplankton study of the three lagoons of Petriky in Fort Dauphin (Southeast Madagascar) was undertaken before their disturbance through ilmenite extraction. The lakes of Petriky consist of three contiguous lagoons with an average size of 5 to 10 km2. From East to West, there is Ambinanibe lagoon which is the largest (9,5 km2) and shallowest (2,5m ± 0,2 m) of the three. It is an open lagoon, which receives the Ifaho River from the North and has a temporary pass linking to the sea in the South. The central lagoon is Andranasy which has a surface area of 8,2 km and an average depth of 3,2 ± 0,3m. It has a permanent communication with the lagoon of Ambinanibe. It also has a temporary link with the third lagoon, Andrantoloharano. Andrantoloharano is the smallest (5km ) and the deepest (4,5 m ± 0,3 m) lagoon and is almost a closed system. The average water temperature of the three lagoons Ambinanibe, Andranasy and Andrantoloharano is 25,3± 2.6°C, 25,4 ± 3.0°C and 25,35 ± 3,0°C respectively. For the three lagoons, the average pH values were measured at 7,7 ± 0,5 at Ambinanibe, 7,7 ± 0,2 at Andranasy and 7,9 ± 0,2 at Andrantoloharano. The three lagoons of Petriky are brackish. Ambinanibe has two different layers of salinity whilst the pass is open during the three first months of the year. The surface layer has a salinity of 8.7 ± 5.2‰ and the bottom layer 14.9 ± 6.5‰. The other lagoons are homogeneous and have a salinity of 10.4 ± 3,2 ‰ (Andranasy) and 8,8 ± 4,6 ‰ (Andrantoloharano). The oxygen values do not vary significantly between lagoons (7,14 ± 0,11 mg/litre) and there is never anoxia. All major enrichments are from the Ifaho River. Thus, the particle charge and turbidity decrease depending on the distance from the mouth of the Ifaho River. The average depth of disappearance of the Secchi disk was 1,51 ± 0,34m at Ambinanibe, 2,03 ± 0,45m at Andranasy and 2,16 ± 0,62m at Andrantoloharano. In all cases, the depth of disc disappearance was less than that of the water column. Throughout the year, the lagoons have quantifiable concentrations of nutrients. This enrichment results from flooding of the Ifaho River. The average ammonium concentrations differ between the lagoons, with 1,2 ± 0,6 mol / l at Ambinanibe, 2,9 ± 2,0 mol / l at Andranasy and 4,8 ± 3,1 mol / l at Andrantoloharano. The nitrate enrichment begins in January in the Ambinanibe lagoon and spreads gradually to the other lagoons after an interval of one month. After the flood, there is a high peak in nitrate concentrations, with variations between the lagoons. The maximum concentration can be 200-400 times higher than the minimum values. The nitrate concentrations of the water surface ranged from 0,4 to 158,5 mol/l at Ambinanibe, 1,7 to 299,7 mol/l at Andranasy and 0,6 to 123 mol/l at Andrantoloharano. The nitrite concentrations for the three lagoons Ambinanibe, Andranasy and Andrantoloharano were 0,15 ± 0.10 mol/l, 0,12 ± 0,07 mol/l and 0,21 ± 0,15 mol/l respectively. Silicate also follows this pattern of enrichment; beginning in November in Ambinanibe and ranging from East to West after a time interval. The average silicate concentrations were 60.64 ± 24.24 mol/l at Ambinanibe, 59,06 ± 25,83 mol/l at Andranasy and 31,23 ± 15,10 mol/l at Andrantoloharano. The mean concentration of phosphates was 0,22 ± 0,07 mol/l at Ambinanibe, 0,18 ± 0,04 mol/l at Andranasy and 0,14 ± 0,05 mol/l at Andrantoloharano. The enrichment is not very marked and more spread with the time. The lagoons are Mesohaline and oligo-mesotrophic according to the annual season with a marked enrichment in nutrients during the rainy season.Temporal monitoring of chlorophyll-a concentrations and phytoplankton density was undertaken. Primary production was studied during punctual missions. An in situ method monitoring Carbon-14 incubation was used. The results show that the lagoons differ in their primary production and that the largest production is linked to external inputs. The open lagoon of Ambinanibe produces 5 times more Carbon than the half open lagoon of Andranasy and 8 times more than the near closed lagoon of Andrantoloharano. The valueswererecordedat64±21gCl-1 day-1,13.7±5μgCl-1 day-1 and8.5±2gCl-1 day-1 respectively. The chlorophyll-a concentration in the lagoon of Ambinanibe was three times more than the lagoon of Andranasy and Andrantoloharano. The average values are 0,9 ± 0.4 μg Chl-a /l, 0,3 ± 0,2 Chl-a μg /l and 0,3 ± 0,1 Chl-a μg /l respectively. The abundance of phytoplankton cells was highest at Ambinanibe (1139 ± 354 cells / ml) and found at similar levels in Andranasy (787 ± 438 cells / ml) and Andrantoloharano (821 ± 321 cells / ml). Cosmopolitan genera such as Amphora, Entomoneis, Pleurosigma, Navicula, Nitzschia (Diatoms) and species as Gonyaulax polyedra, Peridinium bispinium, Peridinium willei (euryhaline dinoflagellates) were found in abundance.This study shows that primary production, concentration of chlorophyll-a and phytoplankton density varies seasonally and with increased inputs of freshwater.