Nutrient fluxes on an intertidal mudflat in Marennes-Oléron Bay, and influence of the emersion period

Fluxes of nutrients (NH4+, NO3-, PO43- and Si(OH)4) were studied on an intertidal mudflat in Marennes-Oléron Bay, France, at two different seasons and at different times of the emersion period. Fluxes through the sediment-water interface were both calculated from vertical profiles of nutrient concentration in pore-water (diffusive fluxes, JD) and measured in light and dark benthic mini-chambers (measured fluxes, J0). Results indicate that ammonia was mainly released in summer while nitrate was mainly taken up in late winter. This uptake from the overlying water was probably due to the coupling of nitrification-denitrification within the sediment. The J0/JD ratio further indicates that bioturbation likely enhanced ammonia release in summer. Concerning phosphate, the comparison of diffusive and measured fluxes suggests that PO43- could be assimilated by the biofilm in winter while it was released in summer at a high rate due to both bioturbation and desorption because of the relative anoxic conditions in summer. Silica was always released by the sediment, but at a higher rate in summer. Statistically significant differences in measured fluxes were detected in dark chambers at different times of low tide, thus suggesting a short-term variability of fluxes. Microphytobenthos preferred ammonia to nitrate, but assimilated nitrate when ammonia was not available. It also turned out that benthic cells could be limited in nitrogen during low tide in late winter. In summer, ammonia was not limiting and microphytobenthic activity significantly decreased the measured flux of NH4+ in the middle of low tide when its photosynthetic capacity was highest

Éléments azotés de la colonne d'eau et de l'interface eau-sédiment du bassin de Marennes-Oléron : influence des cultures d'huîtres

L'influence respective du sédiment et des populations d'huîtres cultivées (Crassostrea gigas) sur l'accumulation et le recyclage des différentes formes de l'azote organique et minéral sont précisées. Les flux d'azote minéral et organique des formes dissoutes de la colonne d'eau, des eaux interstitielles et des eaux susjacentes sont étudiés, ainsi que ceux des formes particulaires représentés par les matières en suspension, les biodépôts et le sédiment. Le flux annuel de la colonne d'eau d'azote minéral est de 10,5. 106 g.m−2, celui de l'azote organique n'atteint que la moitié. Le flux d'azote particulaire est égal à 15.106 g.m−2.an−1. Par contre l'azote phytoplanctonique ne représente que 6 % de l'azote particulaire total. Ceci souligne l'origine détritique de la matiére organique de cet écosystème. Dans les zones de cultures, l'accumulation d'azote est de 94 g.m−2.an−1, alors qu'elle n'est que de 15 g.m−2 . an−1 dans les zones témoins. Les flux d'azote minéral dissous en provenance du sédiment sont plus élevés sous les cultures (23 g.m−2.an−1) que dans le sédiment témoin (15 g.m−2.an−1). Une culture d'huîtres induit une fixation supplémentaire d'azote de 71 g.m−2.an −1. Deux comportements saisonniers caractérisent cet écosystème : (i) de forts apports hivernaux de nitrates par la colonne d'eau et leur absorption au niveau du sédiment, accompagnés d'une forte production de biodépôts; (ii) un relargage printanier et automnal d'ammonium par le sédiment en présence d'azote organique abondant dans la colonne d'eau