Dynamique du carbone et des nutriments dans la zone côtière Baie de l’Aiguillon-Pertuis Breton et influence des apports terrestres du bassin versant du Marais poitevin

Coastal zones represent key systems in biogeochemical cycle couplings between continents, oceans and the atmosphere transporting considerable amounts of matter, energy and nutrients (C, N, P et Si) from land to sea. Despite its relatively modest surface area (7 % of the global ocean surface), this zone accounts for 14–30 % of all oceanic primary production. The present study deals with nutrients and carbon dynamics during a full hydrologic cycle in 2017 over the terrestrial-aquatic continuum formed by the Poitevin Marsh-Aiguillon Bay- Breton Sound to better understand terrestrial export influence on the coastal zone. Carbon and nutrient concentrations were sampled twice a month over heterogeneous sites (estuaries, channels and coastal sites) to integrate spatio-temporal variations and controlling factors. Hydrodynamic systems such as estuaries showed very high SPM concentrations (6067,0±3817,0 mg L-1 in average in the Sèvre Niortaise) and pCO2 partial pressures (1338,0±583,6 and 2393,0±1021,0 ppmv) due to intense organic matter mineralization. To the contrary, channels waters looked clearer and less turbid (SPM: 114,2±120,6 mg L-1, Chenal Vieux) and so more productive (chl a :42,7±25,8 μg L-1, Canal de Luçon) with in turn lower water pCO2 (1365,0±911,7 ppmv into Curé water) over the year. Terrestrial inputs significantly influenced coastal waters (Lay and Sevre stations) in terms of nutrients' dynamics especially in winter under stronger discharges and hydraulic locks management in the watershed too. Globally nutrients appeared to limit to a small extent primary production with however lower concentrations of phosphorous noticed during winter (Si:N (0,14) et N :P (1486,7) Curé water) and nitrogen during summer (Si :P (23,19) et N :P (7,19) Lay water). Carbon and nutrient exports from the Poitevin Marsh were estimated in 2017 at 39535 and 4984 t an-1 (8.92 et 1.12 t km-2 an-1) respectively with DIC>POC>DIN>DSI and DIP. Estuarine systems ensured the majority of exports to coastal waters compared to channels; however climate and anthropogenic pressures (soil occupation,...) can strongly modify terrestrial processes and fluxes and in turn the biogeochemical functioning of the costal zone.

Les zones côtières, à l’interface terrestre-aquatique-atmosphérique transportent de grandes quantités de matière et d’énergie (C, N, P et Si) des continents aux océans. Malgré leur faible surface (7% de l’océan global), elles assurent par exemple 14-30% de la production primaire océanique totale. Cette étude a pour objectif d’étudier la dynamique des nutriments et du carbone durant un cycle hydrologique complet au niveau d’un continuum terrestre-aquatique formé par le Marais poitevin-Baie de l’Aiguillon-Pertuis Breton afin de mieux comprendre l’influence des apports terrestres en zone côtière. Les mesures biogéochimiques ont été réalisées (bi)mensuellement sur différents sites hétérogènes (estuaires, chenaux et sites côtiers) le long du continuum afin d’intégrer au mieux l’ensemble des variations spatio-temporelles et facteurs de contrôle associés. Les résultats ont montré que les estuaires étaient caractérisés par un fort hydrodynamisme avec des concentrations en matières en suspension (MES : 350,3±302,1 et 6067,0±3817,0 mg L-1) et des pressions partielles de CO2 (1338,0±583,6 et 2393,0±1021,0 ppmv) élevées du fait de la minéralisation intense de la matière organique. Les chenaux au contraire étaient caractérisés par des eaux plus calmes et claires (MES : 114,2±120,6 mg L-1 au Chenal Vieux) où des blooms phytoplanctoniques (Chlorophylle a : 42,7±25,8 μg L-1 au Canal de Luçon) ont pu se développer entrainant des pCO2 de l’eau en général plus faibles (1365,0±911,7 ppmv au Curé). Les sites côtiers de la Baie ont vu leurs masses d’eau fortement influencées par ces apports terrestres en termes de dynamiques de nutriments en particulier sous contrôle hydrologique (débits) et la gestion des ouvrages en amont. Les nutriments ont été globalement peu limitants pour la production primaire avec cependant moins de phosphore en hiver (Si:N (0,14) et N :P (1486,7) dans le Curé) et d’azote en été (Si :P (23,19) et N :P (7,19) dans le Lay). Les flux de carbone et nutriments exportés en Baie de l’Aiguillon-Pertuis Breton à partir des eaux terrestres du Marais poitevin ont été estimés en 2017 à 39535 et 4984 t an-1 (8.92 et 1.12 t km-2 an-1) respectivement avec dans l’ordre le carbone inorganique dissous, organique total, l’azote, la silice et le phosphore. Même si la majorité des flux est assurée par les systèmes estuariens lors de la période hivernale, les influences climatiques (sécheresse, tempêtes,...) mais aussi anthropiques (ouvrages hydrauliques, occupation des sols,...) peuvent profondément les modifier et donc avoir des conséquences sur le fonctionnement biogéochimique de cette zone côtière.