Nearshore dynamics of nutrients and chlorophyll during Mediterranean-type flash-floods

Dynamique littorale des sels nutritifs et des pigments chlorophylliens durant des crues éclair méditerranéennes

Université Pierre et Marie Curie – Paris 6, CNRS, UMR 7621, 66650 Banyuls-sur-Mer, France

Corresponding author: guizien@obs-banyuls.fr

Received: 6 October 2006
Accepted: 18 January 2007

Abstract

A year-long study in the Bay of Banyuls-sur-Mer (France) assessed the inputs from the local intermittent Baillaury River and the stimulation of nearshore phytoplankton blooms. During flash-floods, dissolved inorganic nitrogen, phosphate and dissolved organic carbon concentrations in the river were neither correlated to the river discharge nor to the season. Silicate was correlated to the river discharge. The particulate organic matter load was diluted in a mineral matrix (3–4%) but had a high nutritional quality at the beginning of the flash-flood. The offshore response to the single major flow event (October 2005) was monitored daily during two weeks at 350 m (8 m water depth) and 1.4 km from the river mouth (long-term monitoring station, 27 m water depth). The flash-flood signal was partly hidden at the shallowest site by swell resuspension of bottom sediments. At the deepest station, three phases were identified: (1) at the beginning of flow, river dissolved inputs dilute conservatively leading to increased dissolved inorganic nitrogen and silicate concentrations and decreased seawater salinity, (2) during the main turbid pulse, phosphate is released and (3) after the water column cleared, diatom photosynthesis occurred at 3 m below the water surface, leading seven days after the flow peak discharge to a high of 2 µg L⁻¹ of chlorophyll a, which vanished three days later. The nutrients and salinity recovered their pre-flow values at that time. This dynamics of nutrients and chlorophyll during a flash-flood event is consistent with long-term monitoring data.

Résumé

Les apports du fleuve intermittent Baillaury et la stimulation d'efflorescences phytoplanctoniques littorales ont été mis en évidence lors d'un suivi annuel dans la baie de Banyuls-sur-Mer (France). Durant les crues éclair de l'année, les concentrations en azote inorganique dissous, en phosphate et en carbone organique dissous dans le fleuve n'étaient corrélées ni au débit, ni à la saison, alors que celles en silicate étaient corrélés au débit. La matière organique particulaire apportée par le fleuve était diluée dans une fraction minérale (3–4%) mais avait une bonne qualité nutritionnelle au début de la crue. La réponse marine à la crue la plus importante de l'année (octobre 2005) a été observée quotidiennement durant deux semaines à 350 m (8 m de profondeur) et 1.4 km de l'embouchure (station de suivi à long terme, 27 m de profondeur). La signature de la crue était en partie masquée au site le moins profond par la resuspension du sédiment causée par la houle. Par contre, à la station la plus profonde, trois phases ont pu être identifiées: (1) au début de la crue, les apports dissous du fleuve se diluent de façon conservative, conduisant à une augmentation des concentrations en azote inorganique dissous et en silicate, en parallèle d'une diminution de la salinité, (2) au cours du pic de turbidité, des phosphates sont relargués et (3) quand la colonne d'eau s'est éclaircie, la photosynthèse des diatomées commence à 3 m sous la surface, conduisant sept jours après le pic de la crue à un pic de 2 µg L⁻¹ de chlorophylle a, qui a disparu trois jours plus tard. À cette date, les sels nutritifs et la salinité ont retrouvé leur niveau précédent la crue. Cette dynamique des sels nutritifs et de la chlorophylle au cours d'une crue éclair est en accord avec les données du suivi à long terme.