Impacts écologiques des eaux souterraines dans les lagunes côtières méditerranéennes

Ecological impacts of groundwater discharge to Mediterranean coastal lagoons

• Auteur / Autrice : Aladin Danoary Andrisoa
• Direction : Thomas Stieglitz, Patrick Raimbault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 26/03/2019
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Européen de Recherche et d’Enseignement des Géosciences de l’Environnement (Aix-en-Provence ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Pieter Van Beek
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jaye Cable, Paul Tréguer, Bruno Hamelin, Franck Lartaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Luc Lambs, Rutger De Wit

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méditerranée, Côte de la (France)

Lagunes -- France

Écologie des lagunes

Écologie des eaux souterraines

Mots clés libres

Lagunes côtières

Eaux souterraines

Cycles des nutriments

Production primaire

Croissance des moules

Coastal lagoons

Groundwater discharge

Nutrient cycles

Primary production

Mussel growth

Résumé

Bien que l’importance des eaux souterraines et des eaux porales (recirculation) en tant que voie d’apports de nutriments vers les systèmes côtiers soit de plus en plus reconnue, il y a encore peu d’information sur leur réel rôle écologique. Cette thèse vise à évaluer l’impact des flux d’eaux souterraines et du processus de recirculation au sein du sédiment sur le fonctionnement des écosystèmes lagunaires côtiers et sur leur vulnérabilité face aux impacts anthropiques et climatiques. Deux lagunes contrastées de la côte méditerranéenne française ont été étudiées (Etangs de La Palme et Salses-Leucate). Nos résultats montrent que la recirculation est la principale source d'azote inorganique dissous (DIN) et de phosphore inorganique dissous (DIP) dans la lagune de La Palme. Les signatures isotopiques d'azote (δ15N) chez les macrophytes et le phytoplancton reflètent principalement celles des formes inorganiques dissoutes des eaux souterraines et des eaux porales dans les lagunes de La Palme et de Salses-Leucate, démontrant ainsi le rôle significatif de ces sources dans le soutien de la production primaire. Les signatures isotopiques du carbone (δ13C) indiquent que les eaux souterraines sont également des sources importantes de carbone inorganique dissous pour les producteurs primaires. Cette étude montre aussi que les moules des sites influencés par les eaux souterraines ont un taux de croissance et un indice de condition (poids des tissus / poids de la coquille) plus élevés que ceux du site témoin hors influence des eaux souterraines probablement dues aux températures hivernales plus élevées et à l'apport permanent d'éléments nutritifs provenant des eaux souterraines

Whilst the role of groundwater discharge and porewater fluxes (recirculation) as important pathways for nutrient delivery to coastal systems is increasingly being recognized, there remains limited evidence of its “downstream” ecological implications. This thesis aims at investigating the ecological role that groundwater flows play in some aspects of the functioning and vulnerability of coastal lagoonal ecosystems. Two contrasting lagoons on the french mediterranean coastline were studied (La Palme and Salses-Leucate lagoons). Our results show that the recirculation of lagoon water through the lagoon sediments is the main source of both dissolved inorganic nitrogen (DIN) and phosphorous (DIP) to La Palme lagoon. The nitrogen isotopic signatures (δ15N) in primary producers reflect predominantly the nitrogen isotopic signatures of the terrestrial (karstic) groundwater and porewater source in both La Palme and Salses-Leucate lagoons, demonstrating the important role of these sources in supporting primary production. The carbon isotope signatures (δ13C) indicate groundwater discharge as a significant source also of dissolved inorganic carbon to primary producers. Further more, the variations in growth rate and condition index (tissue weight / shell weight) of the Mediterranean mussels growing in and outside groundwater-influence in Salses-Leucate lagoon were examined. Mussels from the groundwater-influenced sites have higher growth rate and condition index compared to those from the control site, likely as consequence of both the higher winter temperatures and the groundwater-driven nutrient supply that increase the food availability to support mussel growth