Modele Huitre SFG : Scope for Growth

• Cette documentation est issue du rapport de M. Dussauze (Modélisation de la production primaire et de la croissance de l’huître Crassostrea gigas en Baie de Bourgneuf. RST.DYNECO/EB/n°08­06)
• Ce modèle de croissance de l’huitre a été décrit par Barillé L., Héral M., Barillé­-Boyer A.L . (1997). [Modélisation de l’écophysiologie de l’huître Crassostrea gigas dans un environnement estuarien. Aquat. Living Resour. 10: 31­48]

• Les huitres sont représentées par 3 variables d’état :

  • PSOMA : poids du soma
  • REPROD : poids du compartiment réserves-­gonades
  • PCOQ : poids de la coquille

• Les paramètres qui sont utilisés dans ce module sont donnnés dans la namelist namoysterSFG dans parabiolo.txt (Modele Huitre : parametres dans les namelist)

Note

Ce module est activé en utilisant la clé key_oyster_SFG (+ key_biolo et key_benthos)

La distribution des huitres

• La distribution spatiale des huitres est determinée par le nombre d’huitres nbhuitre(i,j)
• nbhuitre doit être initialisé, estimé ou lu dans un fichier.
• Cette définition est réalisée par l’utilisateur dans bioloinit.F90
• Il peut être défini également la hauteur des tables (hautable) (en m)

La filtration

• L’huître se nourrit en filtrant les particules en suspension dans l’eau.

• L’intensité de cette filtration est fonction du poids du soma, de la température et de la quantité de matière en suspension (MES) dans l’eau.

• Pour des concentrations en MES comprises entre 0 et p_oys_sestfiltr_thr mg/L, la filtration n’est pas affectée.

• A partir de p_oys_sestfiltr_thr (en général vers 60 mg/L), un effet négatif est mis en place.

• Ainsi pour des concentrations en MES supérieures à p_oys_sestfiltr_thr (exprimé en mg/L), un phénomène de colmatage branchial est introduit sous la forme d’une exponentielle décroissante.

  \(effettemp = X_{Filt} ∗ [TEMPERATURE−Tempopt_{Filt}]^2\)

  \(colmat=\min (0,X_{colmat_thr}− MES)\)

• Si MES  p_oys_sestfiltr_thr

  \(Filt= X_{filtmax}−effettemp\)

• sinon

  \(Filt= [−X_{kfilt} ∗ MES  X_{yfilt}] − effettemp\)

  Si Filt < 0 ou si profondeur tres faible ==> Filt=0.

• enfin :

  \(FILTRATION=Filt∗PSOMA^{X_{allfiltr}}∗\exp^{X_{colmat}∗colmat}\)

  avec

  • \(X_{Filt}\) = p_oys_paramfiltr
  • \(Tempopt_{Filt}\) = p_oys_tempopt_filtr
  • \(X_{colmat_thr}\) = p_oys_colmat_thr
  • \(X_{colmat}\) = p_oys_colmparam
  • \(X_{allfiltr}\) = p_oys_allfiltr
  • \(X_{kfilt}\) = p_oys_kfilt
  • \(X_{yfilt}\) = p_oys_yfilt
  • \(X_{filtmax}\) = p_oys_stdfiltr

La consommation

• La consommation des éléments composant la nourriture particulaire est égale à la multiplication de la concentration de ces éléments dans l’eau, de la filtration et d’un coefficient représentant l’efficacité de rétention des éléments.

• L’efficacité de rétention dépend de la quantité de matière en suspension. Elle est maximale pour une concentration nulle et minimale à partir de p_oys_retmin_thr.

  • Si MES <= p_oys_retmin_thr ==> \(Retention = -X_{k-retention} * MES + X_{y-retention}\)

  • Sinon ==> \(Retention = X_{min-retention}\)

    • Consommation matière organique:

      \(Consorg=FILTRATION∗MOP\)

      MOP doit être evalué en mg/L en fonction de la quantité de chlorophylle

    • Consommation matière inorganique:

      \(Consodet=FILTRATION∗MIP∗Retention\)

      \(Consi=FILTRATION∗MES*Retention\)

      MIP doit être evalué en mg/L en fonction de Ndet et Pdet

      avec

      • \(X_{k-retention}\) = p_oys_kreten
      • \(X_{y-retention}\) = p_oys_yreten
      • \(X_{min-retention}\) = p_oys_retmin

La Production de pseudofeces

• Les particules retenues peuvent être rejetées avant ingestion sous forme de pseudofeces.

• Ce processus débute dans le modèle à partir d’une concentration en MES de p_oys_prodpseufec_thr.

• et il est tenu compte d’une selection préingestive de la Chla, du detritique et de l’inorganique

  \(Selection = \min (0.0 , X_{prodpseufec-thr}-MES)\) | \(PFORG = X_{prodpseufeco-lev} ∗ [ 1−\exp (X_{pseufeco-exp} * Selection ]\) | \(PFI = X_{prodpseufeci-lev} ∗ [1−\exp (X_{pseufeci-exp} ∗ Selection ]\)

  avec

  • \(X_{prodpseufec-thr}\) = p_oys_prodpseufec_thr
  • \(X_{prodpseufeco-lev}\) = p_oys_prodpseufeco_lev

  • \(X_{pseufeco-exp}\) = p_oys_pseufeco_exp

    • \(X_{prodpseufeci-lev}\) = p_oys_prodpseufeci_lev

  • \(X_{pseufeci-exp}\) = p_oys_pseufeci_exp

L’ingestion

\(Ingestion_{Org}=(1-PFORG)*CONSORG\)

\(Ingestion_{Inorg}=(1-PFI)*CONSOI\)

Absorption (production de feces)

• L’absorption de la matière organique par l’huître dépend de la fraction de matière organique dans la partie ingérée.

• Cette fraction de matière organique induit une efficacité d’absorption qui est d’autant plus faible que la matière organique est diluée par des particules minérales qui ne sont pas assimilables.

  \(ORGAFRING=\frac{Ingestion_{Org}}{Ingestion_{Org}+Ingestion_{Inorg}}*100\)

  \(EA = X_{pbsmaxmop} ∗[ 1− \exp [−X_{absdet}∗ORGAFRING] ]\)

  avec

  • \(X_{pbsmaxmop}\) = p_oys_pbsmaxmop
  • \(X_{absdet}\) = p_oys_absdet

• De cette efficacité d’absorption, on déduit la quantité de matière organique absorbée (ABSORG) et les feces (FECESORG):

  \(ABSORG = [ \frac{EA ∗ Ingestion_{Org} }{1000}]\)

  \(FECESORG = [\frac{ [1−EA] ∗ Ingestion_{Org} }{1000}]\)

Respiration

• La respiration, représentant les dépenses métaboliques de l’huître, est calculée à l’aide de la formulation de Bougrier et al (1995).

  \(RESP = [0,2∗ \exp (0,1∗TEMPERATURE)] ∗ PSOMA^{X_{allres}} ∗\frac{0,7}{1000}\)

  avec

  • \(X_{allres}\) = p_oys_allres

Reproduction (Estimation de l’avancement de la gamétogenèse)

• La variable GAMETO traduit l’avancement de la gamétogenèse et va déterminer la répartition d’énergie.

  • Si GAMETO=1: hors période de vitellogenèse, les coûts métaboliques (RESP) sont pris sur le compartiment réserves­gonades et la croissance coquillère est maximale.
  • Si GAMETO=2: phase de vitellogénèse, les couts métaboliques sont pris sur le soma (PSOMA) et la croissance coquillère est divisée par 2.

• REPOS_{GAMETE}=1 correspond à une période de post­ponte pendant laquelle la reprise de la vitellogénèse n’est pas possible pendant 15 jours.

• REPOS_{GAMETE}=0 correspond à une période où la vitellogénèse est possible.

• GAMETO=2 si

  • TEMPERATURE  8 degC
  • et REPOS_{GAMETE} =0
  • et \(\frac{REPROD}{PSOMA}  0,6\)
  • sinon GAMETO=1

Ponte

• Le déclenchement de la ponte s’effectue lorsque:

  • TEMPERATURE  19 deg C
  • et \(\frac{REPROD}{PSOMA}  0,35\)
  • et REPOS_{GAMETE} =0

• L’intensité de la ponte est alors égale à :

  • \(PONTE=0,6∗REPROD\)

• Une fois la ponte effectuée, la croissance coquillère s’arrête pendant 7 jours.

  • REPOS_{COQUILLE} = 1

• Après la période de 7 jours, la croissance coquillère est possible.

  • REPOS_{COQUILLE} = 0

Répartition de l’énergie (coquille, soma, réserves­gonades)

• Coquille :

  • l’indice COQGAM traduit l’arrêt de la croissance coquillère ou la réduction de la croissance suivant la période:
  • si REPOS_{COQUILLE} = 1 ==> \(COQGAM = 0\)
  • sinon \(COQGAM = \frac{1}{GAMETO}\)
  • 10% (hors période de vitellogénèse) ou 5% (en période de vitellogénèse) de l’énergie absorbée est allouée à la coquille:
  • si [ABSORG−RESP]  0 ==> \(ORGCOQUILLE=0,05∗ABSORG∗COQGAM\)
  • \(GAIN_{COQUILLE} =ORGCOQUILLE∗100\) (en g/h)
  • \([\frac{d(C_{PCOQ})}{dt}]_{bio}=GAIN_{COQUILLE}\)

• Soma :

  • \(BILANCOQ =ABSORG-ORGCOQUILLE\)
  • La croissance journalière ne peut pas dépasser une valeur maximale MAXSOMA.
  • Si PSOMA < 1.5 ==> \(MAXSOMA=0.0293* PSOMA\)
  • Sinon \(MAXSOMA=0.044\)
  • \(BILANSOMA =\min (MAXSOMA , BILANCOQ)\)
  • Si GAMETO=2 ou \(\frac{REPROD}{PSOMA}< 0.2\) ==> \(GAIN_{SOMA} =BILANSOMA - RESP\)
  • sinon \(GAIN_{SOMA} =BILANSOMA\)
  • \([\frac{d(C_{PSOMA})}{dt}]_{bio}=GAIN_{SOMA}\)

• Reserves Gonades :

  • Si GAMETO=2 ou \(\frac{REPROD}{PSOMA}< 0.2\) ==> \(GAIN_{REPROD} =BILANCOQ - BILANSOMA\)
  • sinon \(GAIN_{REPROD} =BILANCOQ - (BILANSOMA+RESP)\)
  • \([\frac{d(C_{REPROD})}{dt}]_{bio}=GAIN_{REPROD} - PONTE\)