Effets des apports fluviaux en nutriments azotés sur la composition et les flux verticaux des particules microbiennes dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent

Paradis-Hautcoeur, Jade (2021). Effets des apports fluviaux en nutriments azotés sur la composition et les flux verticaux des particules microbiennes dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 78 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: La libération de nutriments azotés provenant de l'agriculture et des eaux usées favorise l'eutrophisation des eaux côtières à travers le monde. L'estuaire maritime du Saint-Laurent montrant des signes d'eutrophisation, une expérience en mésocosmes a été menée durant l'été 2018 afin de déterminer l'impact des variations des apports fluviaux en nutriments azotés sur ce milieu marin. Quatre traitements nutritifs ont été appliqués en début d'expérience afin de recréer : 1) la remontée d'eau à la tête de l'estuaire maritime (contrôle), 2) la rencontre des eaux de remontées et fluviales (+N), 3) cette même rencontre mais avec une plus grande proportion d'urée (+Urée) et 4) une réduction de 50 % des apports fluviaux azotés (-N). La composition des communautés microbiennes et leurs flux verticaux ont été caractérisés pour chaque traitement. Dans tous les traitements, les nutriments ont été consommés en moins de trois jours. Une concentration plus élevée de nutriments azotés a mené à une biomasse carbonée phytoplanctonique et une concentration de particules exopolymériques transparentes plus importantes. La diatomée centrale Skeletonema costatum est l'espèce qui a dominé dans tous les traitements. La communauté microbienne a montré une préférence pour le nitrate par rapport à l'urée sauf dans le traitement +Urée où elle a montré une préférence similaire pour le nitrate et l'urée. Les vitesses de chute des particules ont été semblables entre le contrôle et les traitements +N et +Urée, mais le rapport plus élevé entre le silicium dissous et le nitrate dans le traitement -N a favorisé la silicification des diatomées qui a conduit à des vitesses de chute accrues. Les flux verticaux en carbone s'en sont trouvés augmentés de 45 % dans le traitement -N (~ 392 mg C m-2 j-1) par rapport aux autres traitements (~ 270, 280 et 253 mg C m-2 j-1 pour le contrôle, +N et +Urée, respectivement). Il est difficile, à partir de cette étude, de prédire si une réduction en nutriments azotés en aval de la ville de Québec permettrait de réduire l'eutrophisation dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent. Ces résultats offrent toutefois des valeurs de vitesses de chute des particules microbiennes isolées de facteurs externes tels que le macrozooplancton et la turbulence, les rendant utiles pour de futurs modèles biogéochimiques. -- Mot(s) clé(s) en français : azote, estuaire du Saint-Laurent, eutrophisation côtière, flux verticaux en carbone, nutriments anthropiques, particules exopolymériques transparentes, phytoplancton, silicification, Skeletonema costatum, urée. -- ABSTRACT: Releases of nitrogenous nutrients associated with agriculture and wastewater treatment promote eutrophication in coastal waters around the world. As the Lower Estuary of St. Lawrence shows early signs of eutrophication, a mesocosm experiment was conducted to determine the impact of variations in river inputs of nitrogenous nutrients on this marine environment. Four treatments were applied at the start of the experiment in order to recreate: 1) the upwelling waters at the head of the Lower Estuary (control), 2) a mix of upwelled and riverine water (+N), 3) the same mix of upwelled and riverine waters with a greater proportion of urea in the total nitrogenous nutrient (+Urea) and 4) waters with a 50% reduction in nitrogenous riverine inputs (-N). The composition and vertical fluxes of the microbial communities were characterized under these four scenarios. In all treatments, nutrients were consumed within three days. A higher concentration of nitrogenous nutrients led to a higher phytoplankton carbon biomass and concentration of transparent exopolymeric particles. The centric diatom Skeletonema costatum dominated in all treatments. The microbial community showed a preference for nitrate in all treatments, but showed a similar preference for nitrate and urea in the +Urea treatment. Particle sinking velocities were similar between the control and the +N and +Urea treatments, but the higher dissolved silicon:nitrate ratio in the -N treatment favoured silicification of the diatoms, leading to increased sinking speeds. The vertical carbon fluxes were increased by more than 45% in the -N treatment (~ 392 mg C m-2 d-1) compared to the other treatments (~ 270, 280 and 253 mg C m-2 d-1 in the control, +N and +Urea, respectively). It is difficult to predict whether a reduction in nitrogenous nutrients downstream from Quebec City would reduce eutrophication in the Lower St. Lawrence Estuary. However, these results provide values for the sinking velocities of microbial particles isolated from external factors such as macrozooplankton and turbulence, making them useful for future biogeochemical models. -- Mot(s) clé(s) en anglais : anthropogenic nutrients, carbon sinking flux, coastal eutrophication, nitrogen, phytoplankton, silicification, Skeletonema costatum, St. Lawrence Estuary, transparent exopolymeric particles, urea.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Gosselin, Michel
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Starr, Michel
Information complémentaire :	Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en océanographie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences (M.Sc.)
Mots-clés :	Saint-Laurent, Estuaire du (Québec) ; Nutriments ; Azote ; Eutrophisation des estuaires ; Matière particulaire ; Phytoplancton ; Flux ; Composition.
Départements et unités départementales :	Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	11 févr. 2022 14:23
Dernière modification :	11 févr. 2022 14:23
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1970

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