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

Fluxes of nutrients (NH sub(4) super(+), NO sub(3) super(-), PO sub(4) super(3-) and Si(OH) sub(4)) were studied on an intertidal mudflat in Marennes-Oleron 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, J sub(0)). 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 J sub(0) /J sub(D) ratio further indicates that bioturbation likely enhanced ammonia release in summer. Concerning phosphate, the comparison of diffusive and measured fluxes suggests that PO sub(4) super(3-) 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 summer anoxic conditions. 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 NH sub(4) super(+) in the middle of low tide when its photosynthetic capacity was highest.

La minéralisation des éléments nutritifs (NH sub(4) super(+), NO sub(3) super(-), PO sub(4) super(3-), and Si(OH) sub(4)) est étudiée sur un estran vaseux dans le bassin de Marennes-Oléron, France, à deux saisons différentes et à différents moments de la période d'exondation. Les flux qui ont leur siège à l'interface eau-sédiment ont été à la fois calculés à partir des profils verticaux des teneurs en sels nutritifs dans les eaux interstitielles (flux diffusifs ; JD) et mesurés dans des mini-enceintes claires et opaques (flux mesurés ; J0), placées sur la vasière. Ainsi l'ammonium est principalement relâché en été, les nitrates sont essentiellement absorbés par le sédiment à la fin de l'hiver. Cette absorption est probablement due à un couplage des processus de nitrification-dénitrification dans le sédiment. Le rapport J0/JD indique que la libération d'ammonium a probablement été accrue par la bioturbation. Les phosphates sous forme d'ions PO sub(4) super(3-) seraient assimilés par le biofilm en hiver alors qu'ils ont été relâchés dans l'eau à un fort taux en été, dû à l'action conjuguée de la bioturbation et de la désorption consécutive aux conditions d'anoxie relative en été. La silice présente toujours des flux dirigés du sédiment vers la colonne d'eau, avec une intensité plus forte en été. Des différences statistiquement significatives ont été décelées dans les enceintes opaques au cours de l'exondation, suggérant ainsi l'existence d'une variabilité à l'échelle horaire. Les résultats montrent également que le microphytobenthos a une forte affinité pour l'ammonium, bien qu'il assimile les nitrates en l'absence d'ammonium. Il s'est aussi avéré que les cellules algales benthiques pouvaient être potentiellement limitées en azote pendant la marée basse en hiver. En été, l'ammonium n'est pas un facteur limitant et l'activité microphytobenthique entraîne une baisse des flux d'ammonium à marée basse lorsque la photosynthèse est la plus forte.