Variabilité temporelle des processus biogéochimiques influençant le carbone organique terrigène dans les sédiments du prodelta du Rhône PDF Download
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Book Description
Les deltas des fleuves sont une zone cruciale dans les flux de matière entre le continent et la zone côtière. Ainsi, le prodelta du Rhône possède des taux de sédimentation et de minéralisation intenses, qui diminuent rapidement avec l’éloignement à l’embouchure jusqu’au plateau continental. Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre du projet « MERMEX river » avec pour objectif d’identifier les sources de matière organique et d’étudier la variabilité temporelle des processus biogéochimiques influençant le devenir du carbone organique. Il s’agissait également de dresser des bilans des flux de carbone à l’embouchure du Rhône. Le prodelta a été étudié de manière intense avec quatorze campagnes en mer réparties sur ces trois années de thèse ainsi que par l’achèvement du développement d’une station benthique autonome équipée de microélectrodes à oxygène. Ce jeu de données a permis de mettre en évidence des variations temporelles (saisonnières et annuelles) de la minéralisation benthique. Des hausses de minéralisation benthique ont été mises en évidence à chaque phénomène de resuspension. Les mesures isotopiques du carbone (δ13C et Δ14C) couplées aux séparations par densité du sédiment ont permis de discriminer les sources de carbone organique et de déterminer les processus de dépôt et d’enfouissement de la matière. Plusieurs processus interagissent : la rétention d’environ 50% de la matière organique terrigène dans le prodelta, la circulation par resuspension du matériel dense et fin venant du plateau continental, la faible contribution du carbone issu de la production primaire dans les sédiments et l’arrivée massive de carbone âgé lors de certaines crues. La matière organique terrigène est principalement soumise au processus d’enfouissement dans le prodelta et sa minéralisation est fortement liée à sa réactivité.
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Les deltas des fleuves sont une zone cruciale dans les flux de matière entre le continent et la zone côtière. Ainsi, le prodelta du Rhône possède des taux de sédimentation et de minéralisation intenses, qui diminuent rapidement avec l’éloignement à l’embouchure jusqu’au plateau continental. Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre du projet « MERMEX river » avec pour objectif d’identifier les sources de matière organique et d’étudier la variabilité temporelle des processus biogéochimiques influençant le devenir du carbone organique. Il s’agissait également de dresser des bilans des flux de carbone à l’embouchure du Rhône. Le prodelta a été étudié de manière intense avec quatorze campagnes en mer réparties sur ces trois années de thèse ainsi que par l’achèvement du développement d’une station benthique autonome équipée de microélectrodes à oxygène. Ce jeu de données a permis de mettre en évidence des variations temporelles (saisonnières et annuelles) de la minéralisation benthique. Des hausses de minéralisation benthique ont été mises en évidence à chaque phénomène de resuspension. Les mesures isotopiques du carbone (δ13C et Δ14C) couplées aux séparations par densité du sédiment ont permis de discriminer les sources de carbone organique et de déterminer les processus de dépôt et d’enfouissement de la matière. Plusieurs processus interagissent : la rétention d’environ 50% de la matière organique terrigène dans le prodelta, la circulation par resuspension du matériel dense et fin venant du plateau continental, la faible contribution du carbone issu de la production primaire dans les sédiments et l’arrivée massive de carbone âgé lors de certaines crues. La matière organique terrigène est principalement soumise au processus d’enfouissement dans le prodelta et sa minéralisation est fortement liée à sa réactivité.
Author: Cécile Cathalot Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 194
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The main purpose of this work was to study the biogeochemical fate of the Rhône River particulate organic matter, and investigate the mechanisms involved in the carbon cycle of its delta. In situ microsensors measurements allowed us to perform high resolution oxygen profiles in the sediment and estimate thus the sediment recycling. It appears that the seasonal variability of the Rhône River inputs, both in quality and in quantity, impacts the benthic mineralization activity in the Rhône River delta. Nevertheless, the influence of these pulsed inputs is limited in time: deltaic sediments are a stable centre of organic carbon degradation. More than just a major mineralization area, isotopic analyses (14C and δ13C) showed that the prodelta also acts as a massive burial centre for organic particulate matter of the Rhône River. Using a stationary diagenetic numerical model, we were able to quantify these burial and degradation terms, and highlighted the importance of anoxic mineralization processes. Moreover, an important pool of suspended matter particles feeding the prodelta and originating from the adjacent continental shelf was identified: terrigeneous and marine particles, already degraded and that have encountered many deposition/resuspension cycles, dilute the riverine particles and decrease thus the lability of the material reaching the sea floor. Finally, respiration measurements in the water column underlined the impact of hydrological variations of the Rhône River that change distinctly the carbon export terms from the delta towards the continental margin.
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DANS LA PREMIERE PARTIE, LE FLUX ET LE BILAN DU CARBONE SONT ETUDIES DANS LA COUCHE LIMITE BENTHIQUE SUR LA MARGE DE MEDITERRANEE OCCIDENTALE (PROGRAMME FLUX OCEANIQUES, FRANCE JGOFS/PFO OPERATION ECOMARGE). DES LIGNES INSTRUMENTEES EQUIPEES DE PIEGES A PARTICULES ONT ETE IMMERGEES POUR DES SUIVIS ANNUELS SUR LA MARGE CONTINENTALE DU GOLFE DU LION, DANS LA ZONE COTIERE (PRODELTA DE LA TET) ET SUR DEUX SITES DE LA PENTE (PENTE RHODANIENNE ET PYRENEENNE). PENDANT LES MEMES PERIODES, LES SEDIMENTS SUPERFICIELS ONT ETE ECHANTILLONNES PAR CAROTTIER-BOITE. LES PARTICULES EN SUSPENSION PRES DU FOND ET CELLES CONSTITUANT LE DEPOT CORRESPONDANT SONT COMPAREES. POUR CELA DIVERS COMPOSES ORGANIQUES SONT ANALYSES: CARBONE ORGANIQUE, CARBONE HYDROLYSABLE, AZOTE, SUCRES, ACIDES AMINES, DERIVES DE LA LIGNINE ET KEROGENES. LES VARIATIONS SAISONNIERES AIDENT A COMPRENDRE LE FONCTIONNEMENT DE L'ECOSYSTEME BENTHIQUE. LE BILAN DES APPORTS, DE LA MINERALISATION ET DU STOCKAGE DU C ORG A L'INTERFACE EAU-SEDIMENT EST ETABLI. LES TAUX DE MINERALISATION OBTENUS REPRESENTENT, DANS LA ZONE COTIERE ET SUR LA PENTE ADJACENTE, RESPECTIVEMENT 80% ET 50% DES FLUX ENTRANT A L'INTERFACE SEDIMENTAIRE. SUR LA PENTE DE MEDITERRANEE OCCIDENTALE, LES FLUX DE MATIERE ORGANIQUE MESURES PRES DU FOND AUGMENTENT D'EST EN OUEST. SUR LA PENTE RHODANIENNE, LES FLUX DIMINUENT EXPONENTIELLEMENT DE LA ZONE EUPHOTIQUE AU FOND (PROFIL DE TYPE OCEANIQUE). A LA SORTIE SW DU GOLFE DU LION, L'APPORT ADVECTIF ACCROIT LA QUANTITE DE MATIERE ORGANIQUE DANS LES COUCHES D'EAUX PROFONDES (300-1000 M). LE COURANT LIGURO-PROVENCAL QUI CIRCULE D'EST EN OUEST CONTRIBUE AU TRANSFERT DU MATERIEL REMIS EN SUSPENSION SUR LE PLATEAU CONTINENTAL (APPORTS RHODANIENS) OU SUR SON REBORD. SUR LA PENTE CONTINENTALE, NOUS AVONS PU DEMONTRE QUE LE CHENAL AXIAL DES CANYONS SONT DES AXES PRIVILEGIES POUR LE TRANSFERT DE LA MATIERE ORGANIQUE. LES APPORTS ADVECTIFS DE MATERIEL ORGANIQUE FRAIS, LABILE SONT MAXIMUMS A LA FIN DE L'HIVER ET AU PRINT EMPS. APPROXIMATIVEMENT 50% DE LA MATIERE ORGANIQUE PRESENTE SUR LE PLATEAU EST EXPORTEE ANNUELLEMENT VERS LA PENTE. DANS LA SECONDE PARTIE, L'ETUDE DES PROCESSUS BIOGEOCHIMIQUES A L'INTERFACE EAU-SEDIMENT EST UTILISEE POUR EXPLIQUER LA FAIBLE PROPORTION DE CARBONE STOCKEE DANS LES DEPOTS SEDIMENTAIRES COMPAREE AUX FLUX DE CARBONE EVALUES PRES DU FOND. L'ARRIVEE DE COMPOSES ORGANIQUES A L'INTERFACE EAU-SEDIMENT EST SIMULEE PAR L'UTILISATION DE MATERIEL ORGANIQUE MARQUE AU #1#4C, DISSOUS OU PARTICULAIRE, INJECTE DANS L'EAU SURNAGEANTE DE CAROTTAGES. UN ACIDE AMINE (#1#4C ACIDE GLUTAMIQUE) ET DES DIATOMEES ONT ETE UTILISES POUR SIMULER LA MATIERE ORGANIQUE MARINE BIODEGRADABLE, TANDIS QU'UN DERIVE PHENOLIQUE DE LA LIGNINE (#1#4C, CATECHOL) REPRESENTE LE MATERIEL D'ORIGINE TERRESTRE. APRES INCUBATION DANS UNE ENCEINTE THERMOSTATEE A LA TEMPERATURE DES EAUX DU FOND, LE BILAN DES ECHANGES DE MATIERE ORGANIQUE ENTRE L'EAU SURNAGEANTE ET LE SEDIMENT EST ETABLI: (1) #1#4CO#2 EMIS DURANT 6 JOURS; (2) #1#4C PRESENT DANS L'EAU SURNAGEANTE; (3) LE #1#4C INCORPORE DANS LE SEDIMENT: DANS LE CAS DU CATECHOL LES CONDITIONS OXYDANTES FAVORISENT LA MIGRATION DU #1#4C DANS LE DEPOT, DANS LE CAS DE L'ACIDE GLUTAMIQUE, UNE PLUS IMPORTANTE FRACTION EST RECUPEREE SOUS FORME DE #1#4CO#2 QUI DIMINUE LA PROPORTION DE #1#4C CAPABLE DE MIGRER DANS LE DEPOT. LA RADIOACTIVITE INCORPOREE DANS LE SEDIMENT EST EVALUEE DANS LES FRACTIONS GEOCHIMIQUES SOLUBLES ET INSOLUBLES DE LA MATIERE ORGANIQUE, DE FACON A METTRE EN EVIDENCE LES PROCESSUS BIOGEOCHIMIQUES DE LA DIAGENESE PRECOCE. LES FACTEURS INFLUENCANT SONT LA NATURE DU COMPOSE INJECTE, LES CONDITIONS D'OXYDO-REDUCTION A L'INTERFACE ET DANS LE DEPOT, LA TENEUR EN EAU ET LA REACTIVITE DE LA MATIERE ORGANIQUE NATURELLE PRESENTE. LA DIFFERENCIATION OBSERVEE ENTRE LES DIVERS SITES DE LA MARGE NE DEPEND PAS QUE DE LA BIOMASSE BENTHIQUE MAIS SURTOUT DE SON DEGRE D'ACTIVITE HETEROTROPHIQUE. CETTE ACTIVITE EST MISE EN RELATION AVEC LA QUANTITE ET LA QUALITE DES COMPOSES ORGANIQUES ATTEIGNANT L'INTERFACE SEDIMENTAIRE. DES NOTIONS DE SEUIL D'ACTIVITE MINIMALE ET DE SATURATION APPARAISSENT, VARIABLES AVEC LES SAISONS MEME DANS LA ZONE BATHYALE. LES PHENOMENES DE MINERALISATION SONT PLUS IMPORTANTS EN AUTOMNE (APPORTS CARBONES), TANDIS QUE LES PROCESSUS METABOLIQUES AUGMENTENT NOTABLEMENT AU PRINTEMPS, EN ASSOCIANT AVEC L'AUGMENTATION DES APPORTS EN COMPOSES AZOTES LABILES
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Le Rhône est la principale source d'eau douce et de matériels terrigènes vers le bassin méditerranéen. Une question est soulevée sur le devenir de ces grandes quantités de carbone organique délivrées par le fleuve vers le milieu marin et en particulier leur impact sur les communautés microbiennes benthiques et l'intensité du recyclage de la matière organique. Lors de quatre campagnes de terrain réalisées en avril 2007, mai 2008, décembre 2008 et juin 2009 dans le cadre de l’ARN CHACCRA, des carottes de sédiments ont été prélevées à l’embouchure du fleuve et sur le plateau adjacent. La contribution des apports continentaux et leur distribution ont été étudiées à l’aide de paramètres globaux (granulométrie, azote total et carbone organique), tandis que les descripteurs moléculaires (pigments, acides gras, acides aminés totaux et biodisponibles) ont permis de déterminer l'origine, et d’évaluer la qualité ainsi que l'état de dégradation de la matière organique dans les sédiments. La structure de la communauté bactérienne a été caractérisée par la technique de polymorphisme de conformation des simples brins par électrophorèse capillaire. Ces travaux mettent en évidence des gradients d’origine et de qualité depuis l’embouchure vers le large. De plus, l’influence des événements de crue est clairement visible dans les sédiments, et les signatures biochimiques des dépôts sont différentes selon le type de crue. Enfin, l’incubation des sédiments a permis d’évaluer la dégradabilité en condition oxique de la matière organique sédimentaire à l’embouchure et de montrer que la fraction labile était très réactive à la dégradation.
Author: Lucie Pastor Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 224
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TThe main purpose of this work was to study the biogeochemical processes in sediments from the Rhône prodelta area (France), and to assess which parameters are likely to control the carbon mineralization within this highly dynamic System. Microelectrodes were used to measure high-resolution sediment profiles of oxygen and calculate the corresponding diffusive fluxes through the water/sediment interface. In parallel, sediment cores incubations were assessed to directly measure the benthic fluxes of oxygen and nutrients. Core slicing under nitrogen atmosphere allowed for the determination of several dissolved species (Fe2+, Mn2+, H^S, NOs−, NH4+, PO43−, DOC, DIC, SO42−) together with solid phase characteristics (porosity, Mn, Fe, P, Corg et Cinorg, N). These measurements were combined with a numerical diagenetic model to quantify the mineralization processes together with fluxes of degraded organic carbon and its burial. Results show that respiration processes are largely influenced by the Rhône River particulate inputs. This influence in terms of particulate export is restricted to the prodelta area. The organic matter from the Rhône River is composed of fresh terrestrial material as indicated by high first-order degradation constants (22-29 yr−1). The high sedimentation rates are mainly responsible for the massive burial of carbon, together with an intense anaerobic degradation (e.g. sulfate reduction). Precipitation of diagenetic products was evidenced (>98%) as well as secondary and transitory reactions like the anaerobic nitrification after the deposition of an organic-rich layer. The pulsed inputs of the Rhône River have some compositional differences that may lead to changes in mineralization rates. A flood of the Rhône River occurred in June 2008 and delivered a significant amount of new particulate matter (5.4 106 tC in 10 days leading to a ~30 cm flood deposit in the prodelta). An immediate response of the prodeltaic System was observed, with (1) the rapid migration of the redox front (in a few hours), (2) a drop in oxygen consumption (20-30%), (3) the reduction of authigenic iron oxides at the old sediment/water interface and (4) a massive production of dissolved manganese within the flood deposit.
Author: Georges Pédro Publisher: L'Editeur : EDP Sciences ISBN: 9782868839381 Category : Biogeochemical cycles Languages : fr Pages : 427
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Depuis deux siècles, la poussée démographique et les développements industriels et agricoles provoquent un profond déséquilibre des cycles biogéochimiques de la planète. La vie est dépendante d'un grand nombre des éléments de la classification périodique. Certaines parties du cycle biogéochimique de ces éléments ont été explorées et une connaissance approfondie des mécanismes qui les font intervenir dans certains processus biologiques a été acquise : comprendre comment les éléments chimiques voyagent d'un règne à un autre permettra de déterminer une nouvelle approche de la nutrition, de la santé, de l'environnement et du climat. L'Académie des sciences a mené une réflexion multidisciplinaire pour établir l'état de l'art en ce domaine, tant du point de vue des connaissances fondamentales que de celui de la recherche et de ses structures. Ce rapport décrit plusieurs problèmes biogéochimiques en fonction de leurs impacts actuels sur la société : production de CO2 en relation avec l'évolution du climat, pollution d'origine industrielle et agricole en relation avec la dégradation des sols et des eaux, en incluant les conséquences d'ordre toxicologique, les phénomènes de phytoremédiation, etc. L'étude est concentrée sur la biosphère fonctionnelle, celle où se développent des êtres vivants au sein d'écosystèmes bien déterminés mais variés. La biosphère considérée ici est avant tout superficielle, continentale et, à moindre titre, océanique. Cela implique de prendre en compte tout ce qui a trait à la matière organique, présente dans les sols et les sédiments, qui constituent l'interface géochimique entre l'inerte et le vivant et où les micro-organismes jouent un rôle prépondérant. Le rapport s'articule en une première approche par éléments, puis une approche des milieux, qu'ils soient peu ou fortement anthropisés. La troisième partie traite des secteurs de recherche à développer ; elle est complétée par une argumentation en faveur de la modélisation et du développement de réseaux d'observation de longue durée. Cette étude est justifiée par la nature d'un sujet très vaste, bien qu'ici volontairement délimité. Elle apporte un éclairage scientifique argumenté sur un sous-ensemble de la question générale de la connaissance de l'environnement et du cadre de toute vie sur la Planète.
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L'ETUDE DES COLONNES SEDIMENTAIRES CAROTTEES DANS L'ETANG DE VACCARES ET AU LARGE DU DELTA DU RHONE A PERMIS DE DEFINIR L'EVOLUTION PRODELTAIQUE DU RHONE AUX ECHELLES 10#2 - 10#3 ANS. EN SURFACE, LES FACIES PROXIMAUX SABLEUX, ORGANIQUES ET CARBONATES PRESENTENT DES LAMINES MILLIMETRIQUES A CENTIMETRIQUES QUI REPRESENTENT DES MICROSEQUENCES SAISONNIERES : LES PAROXYSMES DE CRUE HIVERNALES SONT IDENTIFIES PAR UN MICROLIT SOMBRE SABLEUX A DEBRIS ORGANIQUES GROSSIERS, LA DECANTATION ESTIVALE CORRESPOND A DES MICROLITS PLUS ARGILEUX ET PLUS RICHES EN MICRITES (ISSUES DE LA PLAINE FLUVIATILE). CES DEPOTS SOUVENT REMANIES SONT PROVISOIRES, LEUR RYTHME DE DEPOT ELEVE (>30 CM. AN##1) N'EST QU'APPARENT. LES BILANS SEDIMENTAIRES INDIQUENT QU'A L'ECHELLE HOLOCENE, LES 9/10 ENVIRON DE L'ACCUMULATION SONT SUSCEPTIBLES D'ETRE ENTRAINES VERS LE LARGE. LE PASSAGE AUX FACIES DISTAUX DE SURFACE EST SOULIGNE PAR UNE DISPARITION RAPIDE DES LAMINES ET PAR UN AFFINEMENT DU GRAIN MOYEN ASSOCIES A UNE CONCENTRATION DU CARBONE ORGANIQUE ET A UNE LEGERE DIMINUTION DES CONCENTRATIONS EN MICRITES TERRIGENES, EN PHYLLITES CHLORITEUSES ET EN PHOSPHORE SOLUBLE. DANS LA MOITIE INTERNE DU PRODELTA, LES SUCCESSIONS HORIZONTALES ET VERTICALES DE FACIES LAMINES OU DE VASES A TACHES NOIRES SONT INTERPRETEES EN FONCTION DE LA MIGRATION SECULAIRE DES EMBOUCHURES PRINCIPALES DU RHONE ET DU PASSAGE DU FLEUVE SAUVAGE AU FLEUVE DE PLUS EN PLUS DOMESTIQUE. LES LITHOCLASTES ARRACHES AUX SOLS HYDROMORPHES DE LA PLAINE DELTAIQUE TEMOIGNENT DES DIVAGATIONS DES CHENAUX. ENFIN, A PARTIR DE L'EPOQUE INDUSTRIELLE, DES MARQUEURS ANTHROPIQUES (SCORIES, CHARBONS DE BOIS, TALC ET, UN A MOINDRE DEGRE, LE PHOSPHORE SOLUBLE) PERMETTENT DE SUIVRE LES DERNIERES DECENNIES DE L'HISTOIRE DE CE PRODELTA. SUR LA BORDURE EXTERNE DU PLATEAU GENERALEMENT ASEDIMENTAIRE UNE PELLICULE METRIQUE DE VASES TEMOIGNE D'ATTERRISSEMENTS A L'ECHELLE DU DERNIER SIECLE.
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LES PROCESSUS DE TRANSFORMATION DE NUTRIMENTS AU SEIN D'UNE BERGE ONT ETE ETUDIES SUR UN SITE REPRESENTATIF DES FONDS DE VALLEES CRAYEUSES A TOURBE, NOMBREUSES DANS LE BASSIN PARISIEN. UNE PARTICULARITE DE CE SITE EST UN SENS D'ECOULEMENT DE L'EAU ORIENTE DE LA RIVIERE VERS LA BERGE ; AINSI, LA QUALITE DE L'EAU EST PARFAITEMENT CONNUE A SON ENTREE DANS LA BERGE. DES CELLULES A DIALYSES ONT ETE INSEREES HORIZONTALEMENT DANS LA BERGE POUR COMPRENDRE LES PROCESSUS DE TRANSFORMATION DE L'AZOTE ET DU PHOSPHORE ET LES INTERACTIONS QUI LES RELIENT A LA CIRCULATION DE L'EAU AINSI QU'AUX CYCLES DE L'OXYGENE, DU CARBONE, DU FER ET DU MANGANESE. L'EAU DE LA RIVIERE S'INFILTRE HORIZONTALEMENT DANS LA BERGE A DES VITESSES VARIANT DE 7,7 CM.J - 1 EN HIVER A 66 CM.J - 1 EN ETE. LES PROFILS DE CONCENTRATION OBTENUS DANS L'EAU INTERSTITIELLE TRADUISENT UNE VARIABILITE TEMPORELLE IMPORTANTE. L'ACTIVITE D'ELIMINATION DE NITRATES MOYENNE DE LA BIOMASSE EST 2 FOIS PLUS ELEVEE EN JUILLET QU'EN NOVEMBRE, PASSANT DE 24,6 A 14 G-N-NO 3.J - 1.M - 3. LOCALEMENT, L'INTENSITE DU PROCESSUS DE DENITRIFICATION ATTEINT 80 G.N-NO 3.M - 2.J - 1. TENANT COMPTE DES PROCESSUS CONSOMMATEURS DE CARBONE (RESPIRATION AEROBIE, DENITRIFICATION, REDUCTION DES HYDROXYDES DE FER ET MANGANESE), UNE PRODUCTION TOTALE DE CARBONE ORGANIQUE EST ESTIMEE A 30 G.M - 3.J - 1. UNE TELLE PRODUCTION NE PEUT S'EXPLIQUER QUE PAR UNE ACCUMULATION DE CARBONE NON OU PEU DEGRADABLE EN HIVER, OU PAR UNE SURPRODUCTION ESTIVALE DE CARBONE ORGANIQUE DISSOUS ASSIMILABLE, D'ORIGINE VEGETALE OU BACTERIENNE CORRESPONDANT A UNE PRODUCTION DE 15GCOD.M - 2.J - 1 LA COMPARAISON DES FLUX D'AMMONIUM ET D'ORTHOPHOSPHATES REVELE L'IMPORTANCE QUANTITATIVE DE PROCESSUS AFFECTANT LES QUANTITES D'ORTHOPHOSPHATES AUTRES QUE LA MINERALISATION DE LA MATIERE ORGANIQUE. L'EVOLUTION COMPAREE DES CONCENTRATIONS EN PO 3 - 4 ET EN FE 2 + PERMET DE METTRE EN EVIDENCE UNE REDUCTION DU MATERIEL MINERAL ET NOTAMMENT DES HYDROXYDES DE FER CONDUISANT A UNE SOLUBILISATION DES ORTHOPHOSPHATES QUI LEUR ETAIENT CHIMIQUEMENT LIES. UNE IDENTIFICATION DES PROCESSUS MIS EN JEU DANS LE TRANSFERT DES NUTRIMENTS AINSI QU'UNE DETERMINATION DES FACTEURS DE CONTROLE DE CES MECANISMES ONT ETE REALISEES. LA QUANTIFICATION DES PROCESSUS ETUDIES MONTRE DES INTENSITES LOCALES PARTICULIEREMENT ELEVEES EN REGARD D'AUTRE TYPES DE ZONES HUMIDES.
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Le réchauffement climatique est susceptible d’affecter le régime hydrique des sols et leur impact sur la dynamique de la matière organique des sols. Les sols minéraux hydromorphes caractérisés par des alternances de conditions de saturation et de non-saturation en eau sont des lieux de processus biogéochimiques et de régimes d’apport de carbone particuliers et ils jouent un rôle important dans la séquestration du carbone. Toutefois, très peu d’études ont abordé la dynamique de minéralisation du carbone organique (C) dans ces sols et le rôle du régime hydrique. L’objectif général de la thèse est de caractériser l’effet du régime hydrique caractéristique des sols minéraux hydromorphes sur la dynamique de minéralisation du carbone à l’échelle intra-annuelle et dans un contexte agricole. Le versant agricole étudié est l’un des sites de l’Observatoire de Recherche en Environnement AgrHys situé au lieu-dit Kerrolland (Naizin, France). Il présente une juxtaposition de domaine de sols minéraux mal-drainés hydromorphes et d’un domaine de sols bien-drainés avec des régimes hydriques de sol différents. Les effets des durées de saturation et des conditions de saturation transitoires (alternance de conditions de saturation et de non-saturation) caractéristiques des sols minéraux hydromorphes sur la dynamique du carbone (taux de minéralisation, dynamique des émissions de CO2, dynamique du carbone organique et inorganique dissous, dynamique couplée de l’azote) ont été évalués à travers des expérimentations en conditions contrôlées de température et d’humidité. Des mesures in-situ de la respiration hétérotrophe du sol ont été réalisées durant une année, afin de caractériser l’effet des conditions de drainage et d’hydromorphie sur la variabilité spatiale et temporelle de la minéralisation du carbone à l’échelle du versant étudié. En conditions contrôlées, la minéralisation du carbone dans les sols saturés a été deux fois moins élevée qu’en conditions de non-saturation. En conditions de saturation, la dynamique de minéralisation du C, n’a pas été affectée par la durée de saturation, contrairement à la dynamique de minéralisation du C pendant la désaturation. Les conditions de saturation ont favorisé une production et une accumulation de composés organiques labiles dont la minéralisation rapide pendant la désaturation a entraîné des pics d’émissions de CO2, plus la durée de saturation précédente est longue plus le taux de minéralisation pendant la phase de désaturation est élevé. Les conditions de saturation transitoires ont entrainé une augmentation de la quantité totale de C minéralisée, atteignant les mêmes ordres de grandeur que celle des sols maintenus en conditions de non-saturation. In-situ, en fonction des saisons, les efflux de CO2 des sols bien-drainés sont deux à cinq fois plus élevés que ceux des sols minéraux hydromorphes. A l’échelle annuelle, les régimes hydriques des sols minéraux hydromorphes ont induit une réduction de 37 à 41% des émissions de CO2–C par rapport aux sols bien-drainés. Cette étude a permis de comprendre le rôle du régime hydrique dans la dynamique de minéralisation du C des sols minéraux hydromorphes, et ces résultats pourront servir à mieux caractériser le rôle des sols hydromorphes dans la séquestration du C et les émissions des gaz à effet de serre dans un contexte de changements climatiques.
Author: Michael E. Q. Pilson Publisher: Cambridge University Press ISBN: 0521887070 Category : Science Languages : en Pages : 539
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An engaging introduction to marine chemistry and the ocean's geochemical interactions with the solid earth and atmosphere, for students of oceanography.
Author: Flora Toussaint
Author: Flora Toussaint
Author: Cécile Cathalot
Author: Roselyne Buscail
Author: Solveig Bourgeois
Author: Lucie Pastor
Author: Georges Pédro
Author: Abdelali Touzani
Author: CYRIL.. MONERON
Author: Kwami Emmanuel Tete
Author: Michael E. Q. Pilson