Mutual influences between the vegetation and the geochemistry of sediments in mangrove (French Guyana)
Résumé
Original Abstract: Avicennia germinans et Rhizophora mangle sont les especes vegetales dominantes dans les mangroves de Guyane. Ces mangroves se developpent sur les bancs de vase d'origine amazonienne migrant vers le NO a la vitesse de 1,4 km/an. Le dynamisme du littoral induit deux caracteristiques fondamentales: i) une duree de vie de la mangrove limitee a quelques dizaines d'annees, ii) des proprietes suboxiques resultant de la constante remobilisation du sediment et de sa relative pauvrete en carbone organique. La question principale de la geochimie des sediments de mangrove concerne les relations avec la vegetation, celIe-ci developpant des capacites d'adaptation a ce milieu extreme, induisant en retour des modifications du sediment. Les variations spatiales et saisonnieres des parametres physico-chimiques (salinite, pH, potentiel redox et concentration en sulfures) des sediments ont fait l'objet d'une etude approfondie. Les profils verticaux de ces parametres ont ete realises sur des carottes de 2 m provenant des differents stades d'evolution des mangroves a Avicennia (du pionnier au senescent), ainsi que sous des mangroves a Rhizophora, a des differentes saisons. Les mesures ont egalement ete comparees a la teneur en carbone organique sedimentaire. Les resultats montrent une influence nette de la vegetation et des saisons sur la geochimie du sediment. Les variations superficielles de salinite sont principalement controlees par les conditions saisonnieres et l'eloignement au littoral (flux d'eau douce vs. flux d'eau salee). Les mesures demontrent une resistance importante des deux especes vegetales aux variations de salinite qui sont considerables dans cet environnement. En profondeur, les effets du couple evaporation-transpiration sont preponderants, la salinite pouvant atteindre 2 fois celIe de l'eau de mer. Aucune difference nette dans les profils verticaux de salinite n'a ete observee entre les sediments provenant des forets a A. germinans et a R. mangle. Par consequent, nous ne pouvons conclure a une zonation spatiale des especes en fonction de la salinite en Guyane, comme dans d'autres regions. Cependant, nous avons constate que R. mangle pousse dans des zones soumises a des flux intermittents d'eau douce, suggerant que cette espece requiere des inondations occasionnelles d'eau douce pour se developper. Quelle que soient leur position, des processus de sulfato-reduction se developpent dans les sediments des mangroves a R. mangle induisant des concentrations elevees en sulfures. Par opposition, dans les mangroves a Avicennia, les processus de degradation de la matiere organique dependent principalement du stade d'evolution de la mangrove, mais aussi des saisons et de la teneur en carbone organique. Dans les premiers stades de developpement, la capacite des Avicennia a introduire de l'oxygene dans le sediment par l'intermediaire de leur systeme racinaire radial, permet le developpement des processus suboxiques de degradation de la matiere organique. La situation evolue vers la sulfato-reduction lorsque le contenu en carbone organique augmente dans le sediment, donc lorsque la vegetation se developpe. Aux stades ages, il faut egalement tenir compte des conditions saisonnieres. En effet, on observe durant la saison seche une stratification entre processus suboxiques en surface et sulfato-reduction en profondeur. Ce phenomene resulte de l'abaissement de la nappe et de la dessication du sediment de ces forets qui ne sont pas soumises a une inondation quotidienne par les marees. Il apparait donc que les teneurs en sulfures du sediment des mangroves de Guyane dependent des processus de degradation de la matiere organique qui sont eux-memes fonction de l'espece vegetale, des teneurs en MO et des saisons. Cette etude suggere que, contrairement a d'autres regions, ni la salinite ni la teneur en sulfures sont responsables de la zonation des especes. La morphologie arrondie et la petite taille des propagules d'A. germinans pourraient etre responsable de son developpement le long de littoraux hautement dynamiques. Rhizophora ne peut coloniser des littoraux ayant des accretions sedimentaires brutales (> 4cm), ce qui est le cas en Guyane. Par ailleurs, McKee (1995) observe un important taux de mortalite pour les Rhizophora dont les propagules se sont implantes a l'horizontale en reponse a de forts courants. Cette etude demontre les interactions fortes existant entre les differents parametres intrinseques du sediment, l'espece vegetale, son stade d'evolution (les teneurs en carbone organique introduit) et les saisons.