NH4+ turnover in intertidal sediments of Marennes-Oléron Bay (France): effect of sediment temperature

NH4 turnover plays an important role in benthic compartment as source of nutrient for primary production. The intertidal mudflats of the Marennes-Oléron Bay are characterized by high fluctuations of sediment temperature that generally ranges from 10 to 30 °C during emersion periods. Influence of sediment temperature on NH4 processes was investigated. Gross ammonification and NH4 incorporation kinetics were studied using the N isotope dilution method. The method was first adapted to these very fine sediments and applied to 2 upper sediment layers (0–2 and 2–4 cm) at different incubation times of up to 120 h. The effect of sediment temperature on gross ammonification and NH4 incorporation rates was investigated at 10, 20 and 30 °C. There was a strong increase of both rates as a function of temperature, gross ammonification rates ranged from 0 to 17 mg NH4-N.g dw.d and NH4 incorporation rates from 2 to 13 mg N.g dw.d between 10 and 30 °C. This study showed that short-term temperature variations during the emersion period should be taken into account in quantifying NH4 turnover in intertidal sediments and that benthic regeneration of NH4 significantly supports benthic and planktonic primary production in Marennes-Oléron Bay. It suggests also that there is no N-limitation for benthic primary production in this bay and that there is up to 44 % of NH4 produced in surface sediments, which can diffuse to the water column and become available to phytoplankton. © 2000 Ifremer/CNRS/IRD/Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS Résumé – Régénération du NH4 dans les sédiments intertidaux de la baie de Marennes-Oléron (France) : effet de la température du sédiment. La régénération du NH4 joue un rôle important dans le compartiment benthique comme source de nutriment pour la production primaire. Les vasières intertidales de la baie de Marennes-Oléron sont caractérisées par de fortes fluctuations de la température du sédiment généralement comprises entre 10 et 30 °C durant les périodes d’émersion. L’influence de la température du sédiment sur les processus du NH4 a été examinée. Les cinétiques d’ammonification brute et d’incorporation du NH4 ont été étudiées par la méthode de dilution isotopique au N. Cette méthode a d’abord été adaptée sur ces sédiments très fins et appliquée à deux couches du sédiment (0–2 et 2–4 cm) pendant différents temps d’incubation jusqu’à 120 h. Tous les résultats indiquent clairement que les incubations de 24 h sont les plus fiables pour les calculs des taux. L’effet de la température du sédiment sur les taux bruts d’ammonification et d’incorporation du NH4 a été étudié à 10, 20 et 30 °C dans le sédiment de surface. Il y avait une forte augmentation des deux taux en fonction de la température, les taux bruts d’ammonification varient de 0 à 17 mg N-NH4.g ss j et les taux d’incorporation * Correspondence and reprints: Tel.: +05-46-50-94-40; fax: +05-46-50-06-00 E-mail address: fvouve@ifremer.fr (F. Vouvé). © 2000 Ifremer/CNRS/IRD/Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. PII: S0399-1784(00)01104-X/FLA F. VOUVÉ et al. / Oceanologica Acta 23 (2000) 575–584 du NH4 de 2 à 13 mg N.g ss j entre 10 et 30 °C. Cette étude montre que les variations de température à court-terme durant l’émersion doivent être prises en compte dans l’estimation de la régénération du NH4 dans les sédiments intertidaux et que la régénération benthique du NH4 soutient significativement la production primaire benthique et planctonique dans la baie de Marennes-Oléron. Cela suggère aussi qu’il n’y a pas de limitation par l’azote pour la production primaire benthique dans cette baie et qu’il y a jusqu’à 44 % du NH4 produit dans les sédiments de surface, qui peut diffuser dans la colonne d’eau et devenir disponible pour le phytoplancton. © 2000 Ifremer/CNRS/IRD/Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS NH4 turnover / sediment temperature / intertidal sediments / N régénération du NH4 / température du sédiment / sédiments intertidaux / N