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
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http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2582/

Éditeur(s) : Elsevier
Résumé : We investigated the influence of bioturbation by macrofauna on the vertical distribution of living (stained) benthic foraminifera in marine intertidal sediments. We investigated the links between macrofaunal bioturbation and foraminiferal distribution, by sampling from stations situated on a gradient of perturbation by oyster-farming, which has a major effect on benthic faunal assemblages. Sediment cores were collected on the French Atlantic coast, from three intertidal stations: an oyster farm, an area without oysters but affected by oyster biodeposits, and a control station. Axial tomodensitometry (CT-scan) was used for three-dimensional visualization and two-dimensional analysis of the cores. Biogenic structure volumes were quantified and compared between cores. We collected the macrofauna, living foraminifera, shells and gravel from the cores after scanning, to validate image analysis. We did not investigate differences in the biogenic structure volume between cores. However, biogenic structure volume is not necessarily proportional to the extent of bioturbation in a core, given that many biodiffusive activities cannot be detected on CT-scans. Biodiffusors and larger gallery-diffusors were abundant in macrofaunal assemblage at the control station. By contrast, macrofaunal assemblages consisted principally of downward-conveyors at the two stations affected by oyster farming. At the control station, the vertical distribution of biogenic structures mainly built by the biodiffusor Scorbicularia plana and the large gallery-diffusor Hediste diversicolor was significantly correlated with the vertical profiles of living foraminifera in the sediment, whereas vertical distributions of foraminifera and downward-conveyors were not correlated at the station affected by oyster farming. This relationship was probably responsible for the collection of foraminifera in deep sediment layers (> 6 cm below the sediment surface) at the control station. As previously suggested for other species, oxygen diffusion may occur via the burrows built by S. plana and H. diversicolor, potentially increasing oxygen penetration and providing a favorable microhabitat for foraminifera in terms of oxygen levels. By contrast, the absence of living foraminifera below 6 cm at the stations affected by oyster farming was probably associated with a lack of biodiffusor and large gallery-diffusor bioturbation. Our findings suggest that the effect of macrofaunal bioturbation on the vertical distribution of foraminiferal assemblages in sediments depends on the effects of the macrofauna on bioirrigation and sediment oxidation, as deduced by Eh values, rather than on the biogenic structure volume produced by macrofauna. The loss of bioturbator functional diversity due to oyster farming may thus indirectly affect infaunal communities by suppressing favorable microhabitats produced by bioturbation.
Journal of Experimental Marine Biology and Ecology (0022-0981) (Elsevier), 2009-03 , Vol. 371 , N. 1 , P. 20-33

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http://archimer.ifremer.fr/doc/2009/publication-6146.pdf
DOI:10.1016/j.jembe.2008.12.012
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