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Evidence of high N2 fixation rates in the temperate northeast Atlantic

Authors :
Fonseca-Batista, Debany
Li, Xuefeng
Riou, Virginie
Michotey, Valerie
Deman, Florian
Fripiat, François
Guasco, Sophie
Brion, Natacha
Lemaitre, Nolwenn
Tonnard, Manon
Gallinari, Morgane
Planquette, Hélène
Planchon, Frédéric
Sarthou, Géraldine
Elskens, Marc
Laroche, Julie
Chou, Lei
Dehairs, Frank
Vrije Universiteit [Brussels] (VUB)
Key Laboratory of Bio-resources and Eco-environment
ministry of education-College of Life Sciences-Sichuan University
Institut méditerranéen d'océanologie (MIO)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de MicrobiologiE de Géochimie et d'Ecologie Marines (LMGEM)
Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Analytical, Environmental and Geo- Chemistry
Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE)
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR)
Analytical and Environmental Chemistry and Earth System Sciences
ANR-13-BS06-0014,GEOVIDE,GEOVIDE, Une étude internationale GEOTRACES le long de la section OVIDE en Atlantique Nord et en Mer du Labrador(2013)
ANR: 11-LABX-0061,Labex OT- Med,ANR-11-LABEX-0061
ANR-11-IDEX-0001-02/11-IDEX-0001,AMIDEX,AMIDEX(2011)
Vrije Universiteit Brussel (VUB)
Dalhousie University [Halifax]
Université libre de Bruxelles (ULB)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Max Planck Institute for Chemistry (MPIC)
Max-Planck-Gesellschaft
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institute of Geochemistry and Petrology [ETH Zürich]
Department of Earth Sciences [Swiss Federal Institute of Technology - ETH Zürich] (D-ERDW)
Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)- Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)
Institute for Marine and Antarctic Studies [Hobart] (IMAS)
University of Tasmania [Hobart, Australia] (UTAS)
ANR-11-LABX-0061,OTMed,Objectif Terre : Bassin Méditerranéen(2011)
ANR-11-IDEX-0001,Amidex,INITIATIVE D'EXCELLENCE AIX MARSEILLE UNIVERSITE(2011)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institute for Marine and Antarctic Studies [Horbat] (IMAS)
Source :
Biogeosciences, Biogeosciences, European Geosciences Union, 2019, 16 (5), pp.999-1017. ⟨10.5194/bg-16-999-2019⟩, Biogeosciences, 2019, 16 (5), pp.999-1017. ⟨10.5194/bg-16-999-2019⟩, Biogeosciences, 16 (5, Biogeosciences, 16 (5), Biogeosciences (1726-4189) (Copernicus GmbH), 2019, Vol. 16, N. 5, P. 999-1017
Publication Year :
2019

Abstract

Diazotrophic activity and primary production (PP) were investigated along two transects (Belgica BG2014/14 and GEOVIDE cruises) off the western Iberian Margin and the Bay of Biscay in May 2014. Substantial N 2 fixation activity was observed at 8 of the 10 stations sampled, ranging overall from 81 to 384 μmolNm -2 d -1 (0.7 to 8.2 nmolNL -1 d -1 ,with two sites close to the Iberian Margin situated between 38.8 and 40.7° N yielding rates reaching up to 1355 and 1533 μmolNm -2 d -1 .Primary production was relatively lower along the Iberian Margin, with rates ranging from 33 to 59 mmol Cm -2 d -1 ,while it increased towards the northwest away from the peninsula, reaching as high as 135 mmol Cm -2 d -1 .In agreement with the area-averaged Chl a satellite data contemporaneous with our study period, our results revealed that post-bloom conditions prevailed at most sites, while at the northwesternmost station the bloom was still ongoing. When converted to carbon uptake using Redfield stoichiometry, N 2 fixation could support 1% to 3% of daily PP in the euphotic layer at most sites, except at the two most active sites where this contribution to daily PP could reach up to 25 %. At the two sites where N 2 fixation activity was the highest, the prymnesiophyte.symbiont Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) dominated the nifH sequence pool, while the remaining recovered sequences belonged to non-cyanobacterial phylotypes. At all the other sites, however, the recovered nifH sequences were exclusively assigned phylogenetically to non-cyanobacterial phylotypes. The intense N 2 fixation activities recorded at the time of our study were likely promoted by the availability of phytoplanktonderived organic matter produced during the spring bloom, as evidenced by the significant surface particulate organic carbon concentrations. Also, the presence of excess phosphorus signature in surface waters seemed to contribute to sustaining N 2 fixation, particularly at the sites with extreme activities. These results provide a mechanistic understanding of the unexpectedly high N 2 fixation in productive waters of the temperate North Atlantic and highlight the importance of N 2 fixation for future assessment of the global N inventory.<br />SCOPUS: ar.j<br />info:eu-repo/semantics/published

Details

Language :
English
ISSN :
17264189 and 17264170
Database :
OpenAIRE
Journal :
Biogeosciences, Biogeosciences, European Geosciences Union, 2019, 16 (5), pp.999-1017. ⟨10.5194/bg-16-999-2019⟩, Biogeosciences, 2019, 16 (5), pp.999-1017. ⟨10.5194/bg-16-999-2019⟩, Biogeosciences, 16 (5, Biogeosciences, 16 (5), Biogeosciences (1726-4189) (Copernicus GmbH), 2019, Vol. 16, N. 5, P. 999-1017
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..364ea1112703f10b9c5aa946d8745061
Full Text :
https://doi.org/10.5194/bg-16-999-2019⟩