Modern diatom assemblages in surface sediments from the Maritime Estuary and the Gulf of St. Lawrence, Québec (Canada)

Abstract

The Gulf of St. Lawrence located in the northeastern part of North America is a transitional environment from estuarine to marine conditions. Diatom analysis of 41 surface sediments samples showed great diversity with the identification of 51 genera and 135 species. Diatom concentrations in surface sediments varied between 9×10 3 and 1.9×10 6 valves per gram of dry sediment, and mean diatom flux in the Gulf of St. Lawrence is about 53×10 3 frustules/ cm 2/ year. Q-mode factor analysis was performed upon 25 taxonomic categories that are defined by similar ecology. Eight factors that explain 93.8 percent of the variance were defined. From these, 6 diatom assemblage zones that were closely related to surface water hydrography could be delimited. The Saguenay Fjord assemblage (I) is mainly composed of fresh to brackish water species Achnanthes spp., Tabellaria spp., Cocconeis placentula var. euglypta and by a marine associated taxon Thalassiosira cf. pacifica. The Maritime Estuary assemblage (II) is principally dominated by estuarine taxa, including Cyclotella meneghiniana. The Northwestern Gulf assemblage (III) is characterized by Aulacoseira spp. The Northeastern and Central Gulf assemblage (IV) is dominated by the resting spores of Thalassiosira antarctica. The North Atlantic assemblage (V) is marked by vegetative cells of marine Chaetoceros spp. The last assemblage (VI) corresponds to nutrient rich and high productivity coastal areas with common Paralia sulcata. Attempts to calculate quantitative estimates or to generate paleoecological transfer functions, in order to characterize the relations between the modern diatom assemblages and the hydrographic conditions of the Gulf of St. Lawrence, were not successful, in part due to the limited number of samples analyzed in this study to represent the high variability of the whole area. Le golfe du Saint-Laurent, situé au nord-est de l'Amérique du Nord, forme un milieu de transition complexe entre l'estuaire du Saint-Laurent et l'océan Atlantique. L'analyse diatomologique de 41 échantillons provenant des sédiments de surface a permis l'identification de 51 genres et de 135 espèces. La concentration des diatomées varie entre 9×10 3 et 1.9×10 6 frustules par gramme de sédiment sec, alors que le flux moyen dans le golfe du Saint-Laurent est de l'ordre de 53×10 3 frustules/cm 2/an. L'analyse factorielle (mode Q) de 25 groupes de taxa associés selon des affinités écologiques, a permis de définir 8 facteurs expliquant 93.8 pour cent de la variance. La distribution régionale de ces facteurs a permis de délimiter 6 zones étroitement liées aux conditions hydrographiques du milieu. Le Fjord du Saguenay (zone I) est principalement caractérisé par les taxa d'eau douce à saumâtre Achnanthes spp., Tabellaria spp., Cocconeis placentula var. euglypta et par un taxon marin Thalassiosira cf. pacifica. L'estuaire maritime (zone II) est marqué par l'abondance des espèces estuariennes, dont Cyclotella meneghiniana. Le nord-ouest du golfe (zone III) est dominé par différentes espèces du genre Aulacoseira. Le nord-est et le centre du golfe (zone IV) sont composés par une prédominance des spores de dormance de Thalassiosira antarctica. L'Atlantique Nord (zone V) est caractérisé par une abondance des cellules végétatives de plusieurs espèces marines de Chaetoceros. Finalement, la zone (VI) dominée par Paralia sulcata, est associée à des régions côtières, riches en éléments nutritifs et très productives. Malgré la définition de ces 6 zones régionales, caractérisées par un assemblage particulier de diatomées, aucune corrélation significative n'a pu être établie entre les facteurs résultants de l'analyse factorielle en mode Q, et les paramètres hydrographiques du milieu. Cette piètre performance est en grande partie reliée à un nombre insuffisant de sites de surface afin de représenter adéquatement la variabilité de toute la région. Ainsi, aucune fonction de transfert paléoécologique n'a pu être développée pour traduire quantitativement les relations entre les diatomées et le milieu.