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Knowl. Managt. Aquatic Ecosyst.
Number 410, 2013
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Article Number | 05 | |
Number of page(s) | 16 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/kmae/2013060 | |
Published online | 15 August 2013 |
Contaminated sediment resuspension induces shifts in phytoplankton structure and function in a eutrophic Mediterranean lagoon
La remise en suspension de sédiments contaminés induit des changements dans la structure et le fonctionnement du phytoplancton dans une lagune méditerranéenne eutrophe
(1) UMR 5119 ECOSYM, Université
Montpellier 2, 34095
Montpellier,
France
(2) Laboratoire de Cytologie Végétale et
Phytoplanctonologie, Faculté des Sciences de Bizerte, 7021
Zarzouna,
Tunisia
(3) Institut National des Sciences et
Technologies de la Mer, La
Goulette, 2060
Tunis,
Tunisia
(4) Present address: JEAI (IRD) ECOBIZ,
Faculté des Sciences de Bizerte, 7021
Zarzouna,
Tunisia
⋆ Corresponding author:
celine.lafabrie@ird.fr
Received:
13
February
2013
Revised:
7
June
2013
Accepted:
13
June
2013
The combined effects of contaminants and nutrients released from sediment into the water
column during resuspension-mixing events were assessed on the phytoplankton composition
and productivity in the anthropized lagoon of Bizerte (Tunisia, Mediterranean Sea). During
a 4-day experiment, phytoplankton was exposed in in situ immersed
microcosms to sediment elutriates (untreated: El and sterilized: S-El), prepared from a
sediment resuspension simulation process, and its responses were evaluated and compared
with controls. Elutriate addition resulted in an enrichment of the water with contaminants
(mix of metals and PAHs) and nutrients (NO, NH
, PO
, Si(OH)4). The resulting contaminant
enrichment was similar among treatments, but the nutrient enrichment was slightly higher
in the S-El treatment than in the El treatment. Our results show that both elutriates
strongly stimulated phytoplankton growth. They also show that the S-El-induced shifts in
the phytoplankton community composition slightly enhanced the species diversity, whereas
the El did not seem to have any effect on the phytoplankton community composition. In
addition, our results show that the net production was stimulated by both elutriate
treatments, after 24 h and 48 h of exposure to S-El and El. During the first hours, both
elutriates induced a prompt increase in respiration, resulting in a temporary (2–3 days)
switch of the systems from net autotrophy
(P:R > 1) to net heterotrophy
(P:R < 1). Hence in anthropized
coastal environments, sediment resuspensions are likely to have significant effects on the
structure and productivity of pelagic primary producers, and thereby on carbon transfer
throughout food webs.
Résumé
Les effets combinés des contaminants et des nutriments relargués dans la colonne d’eau
par le sédiment, lors de phénomènes de remise en suspension de sédiment, ont été évalués
sur la composition et la productivité du phytoplancton dans la lagune anthropisée de
Bizerte (Tunisie, Méditerranée). Pendant 4 jours, le phytoplancton a été exposé, au sein
de microcosmes disposés in situ, à des élutriats de sédiment (non
stérilisé : El, et stérilisé : S-El) préparés à partir de simulations de remise en
suspension de sédiment, et ses réponses ont été évaluées et comparées à des contrôles.
L’ajout d’élutriat a entraîné un enrichissement de l’eau en contaminants (mélange de
métaux-traces et HAPs) et nutriments (NO, NH
, PO
, Si(OH)4). L’enrichissement en contaminants
était similaire dans les microcosmes traités avec El et S-El; par contre, l’enrichissement
nutritif était légèrement supérieur dans les microcosmes traités avec S-El que dans ceux
traités avec El. Les résultats obtenus mettent en évidence une forte stimulation de la
croissance phytoplanctonique par les deux élutriats. Ils indiquent également que le S-El a
engendré des modifications au niveau de la composition de la communauté phytoplanctonique,
en augmentant légèrement la diversité spécifique, alors qu’El ne semble pas avoir eu
d’effet sur la structure phytoplanctonique. De plus, les résultats obtenus mettent en
évidence une stimulation de la production nette par les deux élutriats, après 24 h
d’exposition pour S-El et 48 h pour El. Ils indiquent par ailleurs que les deux élutriats
ont provoqué une augmentation rapide et importante de la respiration au cours des
premières heures d’exposition, conduisant les systèmes à une hétérotrophie nette
(P : R < 1) temporaire (2–3
jours). Cette étude montre ainsi que, dans les environnements côtiers anthropisés, les
phénomènes de remise en suspension de sédiment peuvent engendrer des modifications de la
structure et de la productivité des producteurs primaires pélagiques, et, par conséquent,
modifier le transfert de carbone au sein des réseaux trophiques.
Key words: sediment resuspension / chemical contaminants / nutrients / phytoplankton / mediterranean lagoon
Mots clés : remise en suspension de sédiment / contaminants chimiques / nutriments / phytoplancton / lagunes méditerranéennes
© ONEMA, 2013
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