Seasonal versus synoptic variability in planktonic production in a high‐latitude marginal sea: The Gulf of St. Lawrence (Canada)

Abstract

[1] The Gulf of St. Lawrence (Canada) is a subarctic marginal sea characterized by highly variable hydrodynamic conditions that generate a spatial heterogeneity in the marine production. A better understanding of physical-biological linkages is needed to improve our ability to evaluate the effects of climate variability and change on the gulf's planktonic production. We develop a three-dimensional (3-D) eddy permitting resolution physical-biological coupled model of plankton dynamics in the Gulf of St. Lawrence. The planktonic ecosystem model accounts for the competition between simplified herbivorous and microbial food webs that characterize bloom and post-bloom conditions, respectively, as generally observed in temperate and subarctic coastal waters. It is driven by a fully prognostic 3-D sea ice-ocean model with realistic tidal, atmospheric, and hydrological forcing. The simulation shows a consistent seasonal primary production cycle, and highlights the importance of local sea ice dynamics for the timing of the vernal bloom and the strong influence of the mesoscale circulation on planktonic production patterns at subregional scales.

Modelling the impact of riverine DON removal by marine bacterioplankton on primary production in the Arctic Ocean

“…The biogeochemical model is improved from previous applications in sub-Arctic (Le Fouest et al, 2005Fouest et al, , 2006 and Arctic waters (Le Fouest et al, 2011, 2013b). In the model, nitrogen is the currency and it includes 10 compartments (i.e.…”

Net primary productivity estimates and environmental variables in the Arctic Ocean: An assessment of coupled physical-biogeochemical models

“…The biogeochemical component, improved from previous applications in Arctic waters [Le Fouest et al, 2011, has 10 state variables [see Le Fouest et al, 2015, Figure 1]. Equations and biological parameters are listed in Le Fouest et al [2005]. It includes NO 3 , NH 4 , 2 size-fractionated phytoplankton and zooplankton, DON, PON, bacteria, and riverine DON (RDON) that couples the marine and terrestrial cycling of N. The RDON flux is based on the approach developed by Manizza et al [2009] using seasonally explicit regression relationships quantifying the covariation between freshwater discharge and measured RDON.…”

Le Parc Marin Saguenay–Saint-Laurent : processus océanographiques à la base de ce site unique d’alimentation des baleines du Nord-Ouest Atlantique

“…Il est par conséquent fortement marqué par les saisons, incluant un refroidissement hivernal jusqu'à plus de 100 m de profondeur, une période de glace, des crues printanières marquées, des étiages estival et hivernal ainsi que des crues secondaires automnales occasionnelles (BOURGAULT et KOUTITONSKY, 1999;KOUTITONSKY et BUGDEN, 1991). Ce forçage climatique à grande échelle imprime un net patron annuel dans le fonctionnement de l'écosystème à travers toute la chaîne trophique pélagique, du phytoplancton aux mammifères marins (BAILEY et al, 1977;DE LAFONTAINE et al, 1991;JOHNSTON et al, 2005;LAVIGUEUR et al, 1993;LE FOUEST et al, 2005;THERRIAULT et LEVASSEUR, 1985). C'est dans ce contexte écosystémique que s'inscrivent les processus responsables de l'existence et des variabilités spatiale et temporelle du site d'alimentation traditionnel des baleines du PMSSL (Figure 2).…”

“…C'est dans ce contexte écosystémique que s'inscrivent les processus responsables de l'existence et des variabilités spatiale et temporelle du site d'alimentation traditionnel des baleines du PMSSL (Figure 2). Le « bloom » printanier (prolifération massive du phytoplancton) qui démarre immédiatement après la fonte des glaces en avril dans le golfe du Saint-Laurent, en exploitant les éléments nutritifs remis en disponibilité dans la couche photique par le profond mélange vertical encouru depuis l'automne précédent, initie la ponte des espèces zooplanctoniques herbivores dominantes de copépodes et d'euphausides (krill) ayant complété leur diapause (baisse de l'intensité des activités métaboliques) hivernale (DE LAFONTAINE et al, 1991;LE FOUEST et al, 2005;MAUCHLINE, 1980;PLOURDE et RUNGE, 1993;PLOURDE et al, 2001;PLOURDE et THERRIAULT, 2004;ZAKARDJIAN et al, 2003). Ceci amorce le processus de production biologique conduisant à la formation des agrégations de zooplancton et, éventuellement, de leurs prédateurs, poissons pélagiques ou baleines planctivores et piscivores (DE LAFONTAINE et al, 1991;PLOURDE et al, 2001;RUNGE et SIMARD 1990;RUNGE et al, 1999;THERRIAULT, 1991).…”