Éditeur(s) : HAL CCSD Springer Verlag
Résumé : International audience
ISSN: 1387-3547

hal-01093626
https://hal-agroparistech.archives-ouvertes.fr/hal-01093626
DOI : 10.1007/s10530-010-9714-y

Éditeur(s) : Université de la Rochelle
Résumé : In order to better understand the functioning of the Brouage intertidal mudflat (Marennes- Oléron Basin, France), its carbon-based trophic web has been modelled and analyzed. The foodweb building is based on the 4 step method of Inverse Analysis: 1) conceive an a priori model as the graph of compartments (nodes) between which exist fluxes of material (vertices). These vertices are the unknowns for the problem; 2) gather all the existing knowledge about the ecosystem and translate it into linear equations and inequalities involving the fluxes; 3) complete this set of data by common knowledge on the behaviour of the compartments and translate it into inequalities, 4) solve the obtained linear system under the parsimony principle to find a unique solution vector. The food-web analysis is based on. The first purpose of this work was a methodological one: inverse analysis method has been adapted to consider the seasonal and spatial variability of the temperate ecosystem: two seasons have been coupled in the computation and the area has been divided into three geographical zones along a cross-shore gradient. Hence, two types of physical exchanges are involved: the benthicpelagic ones and the advection ones. Statistical results can also be obtained by coupling Monte Carlo methods to Inverse Analysis. To study the obtained networks, new indices based on Markov Chains take delay into account in describing integrative transfers of material between compartments. This lets emerge the systems' properties that are not obvious at first sight and emphasizes the role of peculiar components. The second purpose was to apply such methods to the Brouage mudflat ecosystem in order to better understand its functioning. As the knowledge and methods evolve, various food webs were computed and analyzed with the help such indices and existing ones. Sensitivity analyses allow to point at the most crucial lacks of knowledge, which can orientate future field research. New data would improve the quality of the model in two ways: one the one hand, they would validate or invalidate the outcomes and on the other hand, they would give useful information to better constrain some of the black boxes and most uncertain fluxes, especially the advection and vertical flows. The main results of the study show a strongly seasonal system in which benthic and pelagic components are linked with intensity. The system is driven by its high local benthic primary production, but also depends on imports from the basin. Each of the 3 geographic zones has a peculiar functioning. The central zone corresponds to the classical description of European intertidal mudflats: very productive, it can feed the other regions. It is a production zone. The upper part is less productive but is fed by the middle one via the water column and can be exploited by shorebirds. It is a degradation zone (material is transformed for less qualitative). The lower part strongly depends on the basin imports for its functioning, as the cultivated bivalves act as a pump for pelagic material of which a great part is deposited under the cultivation structures (oyster racks or mussels "bouchots"). It is a transformation zone.
Un double objectif (méthodologique et appliqué) a été visé par une modélisation du réseau trophique de la vasière de Brouage (Bassin de Marennes Oléron, France) à l'aide de l'analyse inverse, et son étude à l'aide de l'analyse des réseaux. L'Analyse Inverse permet en effet de reconstruire l'ensemble du réseau à partir de données éparses, le problème du manque de données étant récurrent en Ecologie. Au plan méthodologique, l'analyse inverse a été adaptée à la prise en compte des caractères saisonnier et spatialement hétérogène d'un écosystème tempéré de zone intertidale : deux saisons ont ainsi été couplées et la vasière a été considérée le long d'un transect perpendiculaire au rivage et divisé en trois zones spatiales. Deux types de flux physiques interviennent donc : les flux verticaux de dépôt et remise en suspension, et les flux d'advection via la colonne d'eau. Des pistes d'amélioration et de nouvelles méthodes sont proposées. Un résultat sous forme statistique peut être obtenu en couplant l'utilisation de méthodes de Monte Carlo à l'analyse inverse pour la construction des réseaux trophiques. Les moyens d'étude des modèles ont été enrichis par la mise au point d'indices issus de la construction de chaînes de Markov et prenant en compte le caractère temporel des transferts de matière entre compartiments. Enfin, la transformation mathématique du modèle statique pour une étude dynamique de la stabilité de l'équilibre décrit est abordée. Plusieurs modèles ont été construits au cours de l'évolution des méthodes et de l'acquisition de connaissances sur le site. Des méthodes d'analyses existantes et d'autres mises au point dans le cadre de cet ouvrage ont été appliquées aux réseaux obtenus afin de faire émerger les propriétés du fonctionnement de la vasière et de souligner le rôle de certains compartiments. Des analyses de sensibilité permettent d'évaluer la robustesse des résultats et d'orienter les recherches futures en mettant en évidence les manques les plus cruciaux. Des données supplémentaires, notamment concernant les foraminifères benthiques, le zooplancton ou les mouvements verticaux du microphytobenthos permettront de fournir de meilleures contraintes et de valider (ou non) les résultats obtenus. Les principaux résultats montrent un système au fort caractère saisonnier dont les compartiments benthiques et pélagiques sont très liés. La production primaire benthique locale est un moteur important, mais qui ne suffirait pas à suppléer l'indispensable importation de matériel détritique. Le découpage de la vasière en trois zones fait apparaître les particularités de chacune. La zone centrale correspond à la description classique des « vasières intertidales européennes » : très productive, elle peut alimenter les autres régions. C'est une zone de production et d'exportation. La partie supérieure est moins productive et reçoit de la matière de la zone de milieu d'estran via la colonne d'eau. Sa production secondaire peut alors être exploitée par les limicoles, nombreux en hiver. C'est une zone de dégradation et d'exportation. Le bas d'estran dépend fortement des importations extérieures, « pompées » par les bivalves cultivés qui sont ainsi directement responsables d'une forte sédimentation sous les structures mytilicoles et ostréicoles. C'est une zone de transformation.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2005/these-2260.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2260/

Éditeur(s) : Université d'Angers
Résumé : In oyster farming areas, organic matter fluxes toward sediment is increased. Pacific oysters (Crassostrea gigas) reject organic-rich faeces and pseudofaeces as a result of filtration process. Organic matter can be consumed by benthic fauna, but in excess it can entails the reduction of benthic faunal species richness, abundance and biomass. Organic matter degradation also induces hypoxic (or anoxic) conditions in the sediment, and production of ammonia and sulfides in toxic concentrations. The main objective of this study is to assess the effects of oyster farming on benthic intertidal ecosystems in the Pertuis Charentais. Benthic macrofauna, living (stained) foraminifera, and physicochemical characteristics of the water column and sediment were used as indicators to evaluate these effects. A multidisciplinary approach was conducted across the Pertuis Charentais at 3 different spatial scales: an oyster trestle (micro-scale), an oyster culture area (meso-scale) and various sites across the Pertuis Charentais (macro-scale). The study was also realised at 4 different temporal scales: some months for the spatial micro-scale, every two weeks for 2 years at meso-scale and once per season during one year at macro-scale. In this study, I found that oyster farming enriches sediment in fine particles, organic matter (up to 12 %), particulate organic carbon (15-20 µg mg 1) and leads to high microphytobenthic biomass. Moreover, the association of seasonnal warming (during spring and summer), remineralisation of accumulated organic matter and short-term hypoxic conditions leads to sulfides and ammonium production. Consequently, the benthic biodiversity decreases and the population dynamic is disturbed. The population dynamic disturbance is characterised by fast abundance rises followed by high mortality rates. In these conditions, tolerant benthic macrofaunal (Cirratulidae, Spionidae and Capitellidae) and foraminiferal (Ammonia tepida and Cribroelphidium gunteri) species are promoted. AMBI index confirms "medium" ecological quality of oyster farming areas. On the contrary, across the control sites, sensible species are maintained (Amphipods, Rosalina cf. vilardeboana). Comparison of oyster farming techniques shows that on-bottom culture is less disturbing for benthic ecosystem than off-bottom culture. Axial tomodensitometry, an innovative method, was used to describe in 3D the sedimentary column organisation. I show that oyster farming modifies the sedimentary column functioning. Indeed, the macrofaunal diversity decrease leads to the modification of the functional diversity of assemblages. Thus, the vertical distribution of living foraminifera is limited in oyster farming areas, because their distribution is tightly related to macrofaunal bioturbating modes.
Dans les zones ostréicoles, les flux de matière organique sont importants, l'huître Crasssotrea gigas rejetant sous forme de pseudo-fécès et de fécès de grandes quantités de matière organique. De ce fait, bien que cette matière organique puisse être consommée par la faune benthique, sa surabondance peut provoquer une réduction de la richesse spécifique, de l'abondance et de la biomasse et provoquer sur le plan des processus biogéochimiques des déplétions en oxygène et l'apparition de substances comme l'ammonium et les sulfures dont les concentrations peuvent devenir toxiques. L'objectif principal de cette étude était donc de déterminer l'impact de l'ostréiculture, grâce à plusieurs indicateurs, sur le compartiment benthique d'un écosystème littoral comme les pertuis charentais. Pour évaluer ces effets, la macrofaune benthique et les foraminifères vivants benthiques ont été utilisés en association avec des mesures des paramètres physico-chimiques de la colonne d'eau et du sédiment. Une approche pluridisciplinaire a ainsi été menée dans les pertuis charentais à trois échelles spatiales différentes : à l'échelle d'une table ostréicole (micro-échelle), à l'échelle d'un site ostréicole (méso-échelle) et à l'échelle des pertuis charentais (macro-échelle). Dans les trois cas, un suivi dans le temps a été associé à une étude de distribution spatiale, quelques mois à micro-échelle, tous les quinze jours pendant deux années à méso-échelle et une fois par saison pendant une année à macro-échelle. Ces différentes approches ont permis d'avoir une vision pertinente de la dynamique et de la réponse fonctionnelle de la faune benthique aux changements induits par la présence de l'ostréiculture. La présence des cultures ostréicoles dans les pertuis charentais enrichit les sédiments en particules fines, en matière organique (12 %), en carbone organique particulaire (15-20 µg mg-1) et favorise une production microphytobenthique élevée. Pendant la période chaude de l'année printemps-été, la reminéralisation de la matière organique accumulée associée à des hypoxies temporaires a favorisé la production de sulfures et d'ammonium. Dans les stations soumises à l'ostréiculture, la diversité des assemblages diminue. La dynamique des espèces est caractérisée par des augmentations rapides des abondances suivies d'épisodes de mortalité. Les espèces tolérantes de la macrofaune benthique (Cirratulidae, Spionidae et Capitellidae) et des foraminifères vivants benthiques (Ammonia tepida et Cribroelphidium gunteri) sont favorisées. Le calcul de l'indice AMBI confirme la qualité écologique moyenne de ces sites. Au contraire, dans la station témoin, les espèces sensibles sont favorisées (Amphipodes, Rosalina cf. vilardeboana). La comparaison de la technique de culture sur table et de culture à plat a montré que la culture des huîtres à plat est moins perturbante pour le milieu. L'étude de la bioturbation a montré l'influence qui existe entre le mode de bioturbation des différents groupes de la macrofaune et la répartition verticale des foraminifères vivants dans la colonne sédimentaire. La diminution de la diversité des assemblages de la macrofaune dans les zones soumises à l'ostréiculture modifient la diversité fonctionnelle de ces assemblages et affectent le fonctionnement de la colonne sédimentaire, limitant la répartition verticale des foraminifères dans ces zones.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2007/these-2582.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2582/

Éditeur(s) : Springer
Résumé : The French Atlantic coast contains large highly productive intertidal mudflats that are colonised by juveniles of numerous flatfish species, including the common sole (Solea solea, L.). These ecosystems are also heavily exploited by the shellfish farming industry. Intensive bivalve culture is associated with substantial biodeposition (1-6 t-dw ha(-1) day(-1)), which directly or indirectly contributes to increase exopolysaccharide (EPS) concentrations at the interface between water column and seabed. EPS are long-chain molecules organised into colloids, which influence rheological properties of water, particularly viscosity. Increased water viscosity had consequences for ventilatory activity of juvenile flatfish, whereby the minimal pressure required to ventilate the medium increases directly with EPS concentration. Moreover, the critical EPS concentration ([EPS](crit)) at which water was no longer able to flow through the branchial basket ranged from almost nil to over 30 mg l(-1), depending on species and size. [EPS](crit) was lower in small individuals and individuals from species with high metabolic rates (turbot and plaice). These differences may depend upon gill and bucco-branchial cavity morphometrics. The ventilatory workload of sole increased with viscosity to a maximum at 2 mg EPS l(-1). Viscosity might, therefore, be a limiting factor for flatfish post larvae, which colonise the intertidal mudflats, depending upon their size and species. EPS concentrations in the field can reach 15 mg l(-1). A selective effect is conceivable but remains to be estimated in the field.
Marine Biology (0025-3162) (Springer), 2007-09 , Vol. 152 , N. 4 , P. 803-814

Droits : 2007 Springer
http://archimer.ifremer.fr/doc/2007/publication-2801.pdf
DOI:10.1007/s00227-007-0731-z
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2801/

Éditeur(s) : MDPI AG
Résumé : In mangrove ecosystems, strong reciprocal interactions exist between plant and substrate. Under semi-arid climate, Rhizophora spp. are usually predominant, colonizing the seashore, and Avicennia marina develops at the edge of salt-flats, which is the highest zone in the intertidal range. Along this zonation, distribution and speciation of C, Fe, S, N, and P in sediments and pore-waters were investigated. From the land-side to the sea-side of the mangrove, sediments were characterized by I/ increase in: (i) water content; (ii) TOC; (iii) mangrove-derived OM; II/ and decrease in: (i) salinity; (ii) redox; (iii) pH; (iv) solid Fe and solid P. Beneath Avicennia and Rhizophora, TS accumulated at depth, probably as a result of reduction of iron oxides and sulfate. The loss of total Fe observed towards the sea-side may be related to sulfur oxidation and to more intense tidal flushing of dissolved components. Except the organic forms, dissolved N and P concentrations were very low beneath Avicennia and Rhizophora stands, probably as a result of their uptake by the root systems. However, in the unvegetated salt-flat, NH4+ can accumulate in organic rich and anoxic layers. This study shows: (i) the evolution of mangrove sediment biogeochemistry along the intertidal zone as a result of the different duration of tidal inundation and organic enrichment; and (ii) the strong links between the distribution and speciation of the different elements.
Journal of Marine Science and Engineering (2077-1312) (MDPI AG), 2015-02-10 , Vol. 3 , N. 1 , P. 52-72

Droits : 2015 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
http://archimer.ifremer.fr/doc/00251/36252/34802.pdf
DOI:10.3390/jmse3010052
http://archimer.ifremer.fr/doc/00251/36252/