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Sources, quality and transfers of organic matter in a highly-stratified sub-Arctic coastal system (Saint-Pierre-et-Miquelon, NW Atlantic)

Authors :
Tarik Meziane
Sebastien Donnet
Laurent Chauvaud
Jacques Grall
Guillaume Bridier
Pascal Lazure
Frédéric Olivier
Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Biologie des Organismes et Ecosystèmes Aquatiques (BOREA)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)
Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Fisheries and Oceans Canada (DFO)
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Brest (IFREMER Centre de Bretagne)
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)
Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)
Station de Biologie Marine de Concarneau
Direction générale déléguée à la Recherche, à l’Expertise, à la Valorisation et à l’Enseignement-Formation (DGD.REVE)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Progress In Oceanography (0079-6611) (Elsevier BV), 2021-01, Vol. 190, P. 102483 (13p.), Progress in Oceanography, Progress in Oceanography, 2021, 190, pp.102483. ⟨10.1016/j.pocean.2020.102483⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
Elsevier BV, 2021.

Abstract

WOS:000604182000002; In response to ongoing global climate change, marine ecosystems in the northwest Atlantic are experiencing one of the most drastic increases in sea surface temperatures in the world. This warming can increase water column stratification and decrease surface nutrient concentrations, in turn impacting primary productivity and phytoplankton assemblages. However, the exact impacts of these changes on sources and quality of organic matter as well as its transfers to the benthic compartment remain uncertain. This survey characterized organic matter sources and quality within a highly-stratified sub-Arctic coastal system (Saint-Pierre and Miquelon) and described its transfer towards a biomass-dominant primary consumer, the sand dollar Echinarachnius parma. This study analyzed fatty acid and stable isotope (delta C-13 and delta N-15) composition of surface and bottom Particulate Organic Matter (s-POM and b-POM, respectively), Sedimentary Organic Matter (SOM) and sand dollar tissue along a near shore to offshore gradient during two contrasting seasons associated either with sharp or weak water column stratification (i.e. High vs Low Stratification Periods). Results revealed high relative abundances of polyunsaturated fatty acids (notably macro- and microalgae markers) in POM during the Low Stratification Period while the High Stratification Period was characterized by elevated relative abundance of saturated fatty acids indicating a higher organic matter degradation state. In addition, strong seasonal differences were also observed in food availability with four-fold higher concentrations in total suspended solids during Low vs High Stratification Periods. These results suggested thus multiple negative effects of stratification on pelagic-benthic coupling and POM quality. Lower nutrient repletion of surface waters during period of sharp stratification diminishes pelagic-benthic coupling by reducing food availability, POM quality and vertical transfer of organic matter. By contrast, the sediment-based diet of E. parma showed a low spatiotemporal variability reflecting the homogenous composition of the SOM. This study suggests that intensified water column stratification due to increasing sea surface temperatures may modify the pelagic-benthic coupling and future quality and composition of POM pools.

Details

ISSN :
00796611
Volume :
190
Database :
OpenAIRE
Journal :
Progress in Oceanography
Accession number :
edsair.doi.dedup.....80aac05448222123158688f33be80968
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.pocean.2020.102483