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Rôle de la silice dans les hauts-lieux de la biodiversité

Le delta de l'Okavango est la plus grande zone humide intérieure d'Afrique qui abrite une biodiversité exceptionnelle, ceci étant dû en grande partie au fait que les eaux inondent les îles de manière cyclique. Bien que la silice (Si) joue un rôle majeur dans la formation des îles, sa biogéochimie dans les milieux humides tropicaux restait un mystère jusqu'à ce qu'une initiative financée par l'UE se soit penchée sur le phénomène.
Rôle de la silice dans les hauts-lieux de la biodiversité
Les effets du déplacement de la silice de l'habitat terrestre vers le milieu aquatique sont biologiquement contrôlés. La végétation prend la silice dissoute provenant du sol et des eaux souterraines et la stocke en biomasse. Le projet HOBITS («Hot-spots in biological transformation of silica»), financé par l'UE, a été mis en place pour étudier le cycle tampon de la silice biogénique.

Les partenaires du projet HOBITS ont étudié le cycle biologique de la silice dans le delta de l'Okavango, au Botswana, dans le sud de l'Afrique. Une expédition a relevé des échantillons d'eaux souterraines, de végétation, de sol, de sédiments et des eaux en surface dans trois sections le long de zones inondables typiques des îles.

Une seconde expédition a mené une étude détaillée du processus biogéochimique dans tout le delta de l'Okavango. Un examen de l'impact des plantes aquatiques sur la transformation de la silice et de la matière organique a également été réalisé. L'étude complète de la zone de l'Okavango sélectionnée dans le cadre du projet a permis de réaliser pour la première fois une analyse détaillée de la qualité de l'eau du delta.

La première campagne d'échantillonnage a révélé de grandes quantités de silice biogénique stockées dans les 30 cm de la couche supérieure des sédiments et du sol, en particulier dans les milieux à dominante herbeuse. Ceci correspond à environ 4 kg de silice par mètre carré dans les couches supérieures biologiquement actives, une indication de la capacité des milieux humides à retenir la silice biogénique. Les données ont montré l'importance du recyclage des nutriments dans le maintien de la grande biodiversité du delta. Les diatomées et les graminées, les producteurs primaires les plus abondants, ont besoin de la silice pour se reproduire.

Les résultats de la deuxième campagne d'échantillonnage ont révélé de grandes variations dans les concentrations de silice, magnésium (Mg), potassium (K), sodium (Na) et calcium (Ca) que seule l'évaporation ne peut expliquer. Les scientifiques ont sondé le sol, à 6 m de profondeur, le long d'une zone inondable des îles pour trouver des traces de silice et autres éléments. Les résultats ont révélé que le rôle du processus biologique en surface des éléments dans la formation de la structure unique des zones inondables des îles avait été jusqu'alors sous-estimé.

Les travaux entrepris par l'équipe du projet HOBITS ont dévoilé le rôle auparavant inconnu que jouait la végétation dans la retenue de silice dans le delta de l'Okavango. Ce fut une découverture significative car la retenue de silice par la végétation est essentielle pour soutenir le réseau alimentaire de base. En outre, les modèles biogéochimiques observés par l'équipe HOBITS ont donné un aperçu de l'impact de la gestion hydrologique et nutritionnelle sur la productivité et la biodiversité du delta.

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