ZOOPLANKTON COMMUNITY STRUCTURE AND DISTRIBUTION IN THE BAY OF 

VILLEFRANCHE-SUR-MER USING THE ZOOSCAN DIGITAL IMAGING SYSTEM

Caroline Warembourg*, Lars Stemmann, Stéphane Gasparini, Laure Mousseau, Frédéric Ibanez, Gabriel Gorsky

Observatoire Océanologique, LOV - UMR 7093, Station Zoologique, Villefranche-sur-Mer, France 

* waremb@obs-vlfr.fr, stemmann@obs-vlfr.fr, gasparini@obs-vlfr.fr, mousseau@obs-vlfr.fr, ibanez@obs-vlfr.fr, gorsky@obs-vlfr.fr

Abstract

The mesozooplankton (>200 µm) abundances and biomass spectra were studied in a 8-years time-series in the coastal zone of the North

Ligurian Sea using a new image analysis system. Preliminary results show a clear seasonal cycle of both abundance and biomass structure

of the zooplankton community. These are related to changes in zooplankton biodiversity and phytoplankton biomass.

Keywords : zooplankton, biomass spectrum, image analysis

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

460

Zooplankton plays a central role in aquatic ecosystems relative to

phytoplankton and higher trophic levels (1). It is a biological indicator

of environmental changes (2) or human impacts on marine systems.

Within the french program SOMLIT, we have followed the temporal

variability of coastal mesozooplankton with environmental changes in

a 8-years time-series. Weekly samples of zooplankton collected by a

WPII net (200 µm of mesh size) between 1995 and 2003 in the bay of

Villefranche-sur-Mer (North-western Mediterranean) were analysed

by the ZOOSCAN. This new system is a low-cost imaging device

which allows rapid, exhaustive and non-destructive enumeration and

measurements of mesozooplankton and micronekton (3). It permits to

describe the biodiversity and size of the zooplankton community by

measuring 38 morphometric attributes for each individualwith an

automated identification. In our study, slopes of the biomass spectra

(4) are calculated for the mesozooplankton community (450 to

1550µm in Equivalent Spherical Diameter) on 273 samples (more

than 300 000 individuals measured). 

The zooplankton abundance shows a seasonal cycle over the eight

years (Fig. 1). Abundances are higher in winter-spring period (500-

7000 ind.m

-3

) than during the summer-autumn period (35-2500

ind.m

-3

). The results show a high inter-annual variability with the

highest abundances between 1999 and 2001. The zooplankton

seasonal cycle generally follows the chlorophyll acycle. The slope of

the biomass spectrum provides an informative measure of the

structure of the plankton community. The temporal distribution of the

calculated slopes (Fig. 2) also exhibits a seasonal pattern : 1) a steep

spectrum characterized by a high negative slope (in winter and spring)

indicates the dominance of organisms with a low biomass, 2) a ?at

spectrum with a less negative slope (in summer and fall) implies a

higher proportion of larger organisms. During the year 2002, the

Shannon diversity index (calculated only on the abundance of

copepods manually identificated) shows that copepods’biodiversity

was lower in winter-spring during the phytoplankton bloom than

during the rest of the year (Fig. 3). This suggests a relationship

between the biomass structure and the biodiversity. In November

2002, the spatial structure of the zooplankton community was also

analysed on a transect from the South French coast to the central

Ligurian Sea. The slopes of the biomass spectra are steeper in the

open sea than in the coastal area. At that time of the year, chlorophyll

aconcentrations are higher in the open sea as a result of well

established upwelling (5). 

These preliminary results obtained by the ZOOSCAN reveal some

temporal and spatial patterns of the zooplankton community structure

which can be associated with changes in zooplankton diversity and

phytoplankton biomass. The next step will be the taxonomic

identification of all organisms by the ZOOSCAN, in order (1) to

evaluate the link between biodiversity and biomass spectra, (2) to

describe the relationship between zooplankton (biodiversity and

biomass) and environmental factors (phytoplankton, nutrients, detritic

particles, temperature, salinity).

References

1-Banse K., 1995. Zooplankton: pivotal role in the control of ocean

production. ICES J. Mar. Sci., 52: 265-277.

2-Beaugrand G., Reid P.C., Ibanez F., Lindley J.A., and Edwards M.,

2002. Reorganization of North Atlantic marine copepod biodiversity and

climate. Science, 296: 1692-1194.

3-Grosjean P., Picheral M., Warembourg C., and Gorsky G., accepted.

Enumeration, measurement and identification of net zooplankton samples

using the ZOOSCAN digital imaging system. ICES J. Mar. Sci.

4-Platt T., and Denman K., 1977. Organization in the pelagic ecosystem.

Helgol. Meeresunters., 30: 575-581.

5-Sournia A., Brylinski J.-M., Dallot S., Le Corre P., Leveau M., Prieur

L., and Froget C., 1990. Fronts hydrologiques au large des côtes

françaises: Les sites ateliers du programme Frontal. Oceanol. Acta.,

13(4): 413-438.

Fig. 1. Temporal distributions of the biweekly mesozooplankton abun-

dance (continuous line) and chlorophyll a(dashed line). 

Fig. 2. Temporal distribution of biomass spectra slope from 1995-2002.

Fig. 3. Monthly variation of the copepods Shannon index during the year

2002.