Temporal changes in the biochemical composition of particulate organic matter sedimentation in the Bay of Banyuls-sur-Mer

Gross sedimentation rates (GSRs) were monitored together with meteorological data and the main biochemical characteristics of the collected material (i.e. organic content, C, N, total proteins, carbohydrates, lipids and available proteins) over a three year cycle at a shallow station (18 m) of the Bay of Banyuls, France. GSRs were between 0.26 (11/04/92) and 317.75 gDW m(-2) d(-1) (18/02/94). They followed an annual cycle with low and relatively constant values during spring and summer and high, variable Values during fall and winter. During the study GSRs correlated poorly (state of the sea, precipitation) or even non-significantly (wind speed) with the main meteorological parameters. GSRs correlated negatively with the organic content of the material collected within the sediment traps suggesting the importance of resuspension in controlling GSRs. This hypothesis is consistent with the fact that, among all the measured biochemical parameters, available proteins (i.e. enzymatically hydrolizable proteins) are the most negatively correlated with GSRs. Available proteins showed important temporal changes that are only partly described by changes in carbon and nitrogen contents. These results are discussed in relation to the conceptualisation and the modelling of benthic trophic networks. The major objectives of our research group within the framework of the second phase of the French "Programme National d'Oceanographie Cotiere" are briefly discussed.Les taux de sédimentation brute (GSR) ont été mesurés avec les principaux paramètres météorologiques et les principales caractéristiques biochimiques (i.e. matière organique, C, N, protéines totales, hydrates de carbone, lipides et protéines disponibles) sur une période de trois ans à une station (18 m de profondeur) située en baie de Banyuls, France. Les GSR sont compris entre 0,26 (11/04/92) and 317,75 g m−2 j−1 (18/02/94). Ils suivent un cycle annuel avec des valeurs faibles et relativement constantes durant la période printemps-été et des valeurs plus fortes et beaucoup plus variables durant la période automne-hiver. Les taux de sédimentation brute ne sont corrélés avec les paramètres météorologiques mesurés que faiblement (état de la mer, précipitation) ou même pas significativement (vitesse du vent). Les taux de sédimentation brute sont corrélés négativement avec les contenus organiques du matériel recueilli dans les pièges à particules, ce qui suggère l'importance du processus de resuspension dans le contrôle des taux de sédimentation brute. Cette hypothèse est en accord avec le fait que, parmi tous les paramètres biochimiques mesurés, les protéines disponibles (i.e. dégradables enzymatiquement) sont les plus négativement corrélées avec les taux de sédimentation brute. Les protéines disponibles montrent des variations temporelles importantes qui ne sont qu'imparfaitement décrites par les contenus en carbone et azote. Ces résultats sont discutés en relation avec la conceptualisation et la modélisation des réseaux trophiques benthiques. Les principaux objectifs de notre groupe lors de la seconde phase du Programme national d'océanographie côtière sont brièvement évoqués

Relationship between sedimentary organic matter and benthic fauna within the Gulf of Lion: synthesis on the identification of new biochemical descriptors of sedimentary organic nutritional value

The abilities of several biochemical characteristics of sedimentary organic matter to describe quantitative changes in benthic fauna were assessed based on several surveys carried out within the Gulf of Lion during the last decade. Two sets of high frequency samplings were carried out both inshore and offshore, together with an assessment of seasonal variability along a depth gradient, and a synoptic assessment of mesoscale spatial variability. The considered biochemical parameters were: total organic matter, organic carbon, nitrogen, total proteins, available proteins, carbohydrates, lipids, total and available amino acids. The considered faunal parameters were the abundance and the biomass of both meio- and macrofauna. Our results contribute to unravel the relative importance of food digestibility and composition in controlling particulate organic matter nutritional value. Spectra of both total and available amino acids were almost constant irrespective of the seasons and/or the environments, which were studied during these surveys. This underlines the role of particulate organic matter digestibility relative to its ability to meet specific nutritional requirements in controlling benthic fauna. Multivariate analysis used to relate biochemical and faunal parameters suggest that available amino acids and lipids are the best descriptors of food nutritional value. In contrast with carbohydrates, these two parameters are both associated with the most labile fraction of particulate organic matter. This result suggests that the use of the sum of proteins, carbohydrates and lipids as a proxy for labile organic matter is precluded at least in areas similar to the Gulf of Lion.Les aptitudes de plusieurs des caractéristiques biochimiques de la matière organique particulaire sédimentée à décrire les changements quantitatifs de la faune benthique ont été comparées à partir des résultats de plusieurs campagnes de prélèvements ayant eu lieu dans le golfe du Lion au cours de ces dix dernières années. Ces travaux ont consisté en deux suivis haute fréquence conduits à une station littorale et à une station du large, en une évaluation de la variabilité saisonnière le long d’un gradient côte large, et, enfin, en une étude synoptique de la variabilité spatiale à mesoéchelle. Les paramètres biochimiques considérés sont la matière organique totale, le carbone organique, l’azote, les protéines totales, les protéines disponibles, les sucres, les lipides, les acides aminés totaux et les acides aminés disponibles. Les paramètres faunistiques considérés sont l’abondance et la biomasse de la meio- et de la macrofaune. Les résultats obtenus contribuent à délimiter l’importance relative de la digestibilité et de l’aptitude à satisfaire les besoins nutritionnels dans la définition de la valeur nutritive de la matière organique particulaire sédimentée. Ainsi, la constance des spectres en acides aminés totaux et disponibles quels que soient les environnements et les saisons étudiés, suggère-t-elle un plus grand rôle de la digestibilité de la matière organique particulaire que de son aptitude à satisfaire des besoins nutritionnels spécifiques dans le contrôle de la faune benthique. Par opposition aux sucres, les lipides et les acides aminés disponibles sont associés à la fraction la plus labile de la matière organique particulaire. Ceci rend inopérant l’usage de la somme des concentrations en protéines, sucres et lipides en tant qu’indice de la fraction labile de la matière organique, au moins dans les zones directement comparables au golfe du Lion