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Predominance of phytoplankton-derived dissolved and particulate organic carbon in a highly eutrophic tropical coastal embayment (Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil)

Authors :
Dominique Poirier
Suzan J. Costa Santos
Gwenaël Abril
Renato Campello Cordeiro
Bastiaan A. Knoppers
Nilva Brandini
Luiz C. Cotovicz
Biologie des Organismes et Ecosystèmes Aquatiques (BOREA)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA)
Departamento de Geoquímica
Universidade Federal Fluminense [Rio de Janeiro] (UFF)
Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC)
Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)
Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
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Programa de Pós-Graduação em Geografia - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (POSGEA-UFRGS)
Programa de Pós-Graduação em Geografia - Universidade Federal do Rio Grande do Sul
UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Biogeochemistry, Biogeochemistry, Springer Verlag, 2018, 137 (1-2), pp.1-14. ⟨10.1007/s10533-017-0405-y⟩, Biogeochemistry, 2018, 137 (1-2), pp.1-14. ⟨10.1007/s10533-017-0405-y⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

We investigate the carbon dynamics in Guanabara Bay, an eutrophic tropical coastal embayment surrounded by the megacity of Rio de Janeiro (southeast coast of Brazil). Nine sampling campaigns were conducted for dissolved, particulate and total organic carbon (DOC, POC and TOC), dissolved inorganic carbon (DIC), partial pressure of CO2 (pCO2), chlorophyll a (Chl a), pheo-pigments and ancillary parameters. Highest DOC, POC and Chl a concentrations were found in confined-shallow regions of the bay during the summer period with strong pCO2 undersaturation, and DOC reached 82 mg L−1, POC 152 mg L−1, and Chl a 800 μg L−1. Spatially and temporally, POC and DOC concentrations varied positively with total pigments, and negatively with DIC. Strong linear correlations between these parameters indicate that the production of TOC translates to an equivalent uptake in DIC, with 85% of the POC and about 50% of the DOC being of phytoplanktonic origin. Despite the shallow depths of the bay, surface waters were enriched in POC and DOC relative to bottom waters in periods of high thermohaline stratification. The seasonal accumulation of phytoplankton-derived TOC in the surface waters reached about 105 g C m−2 year−1, representing between 8 and 40% of the net primary production. The calculated turnover time of organic carbon was 117 and 34 days during winter and summer, respectively. Our results indicate that eutrophication of coastal bays in the tropics can generate large stocks of planktonic biomass and detrital organic carbon which are permanently being produced and partially degraded and buried in sediments.

Details

Language :
English
ISSN :
01682563 and 1573515X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Biogeochemistry, Biogeochemistry, Springer Verlag, 2018, 137 (1-2), pp.1-14. ⟨10.1007/s10533-017-0405-y⟩, Biogeochemistry, 2018, 137 (1-2), pp.1-14. ⟨10.1007/s10533-017-0405-y⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....c75d5d6e513794025374a7c195e88210
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s10533-017-0405-y⟩