Methane emissions from flooded rice paddies are important contributors to the increasing atmospheric concentrations of methane, a potent greenhouse gas. With an increased need for rice agriculture to feed the growing global population, there is a need to develop methods that reduce methane emissions from rice paddies without adversely affecting grain yield. Two potential mitigation strategies were examined in this study: water management and cultivar choice. Previous studies indicate that floodwater management is a promising mitigation tool, with mid-season field drainage significantly reducing methane emissions. A variety of soil parameters, methane emissions, and soil porewater acetate concentrations were measured in outdoor pot and field water management studies. Acetate received particular consideration as it is a major precursor of methane formation within anaerobic soils. Field drainage caused rapid oxidation of the soil, with a sharp reduction in soil acetate concentrations, methane production, and methane emission rates. Evidence of drainage induced substrate depletion is presented as a possible mechanism responsible for the reduced methane production and emission after field drainage. Intervarietal differences in methane emission rates from rice have also been reported in previous studies. Methane emission rates and soil acetate concentrations were compared for a high emitting and a low emitting cultivar of rice. Significantly more soil acetate was present in the high emitting cultivar than the low emitting cultivar during the vegetative stage of plant growth. These results suggest that differences in methane emission between varieties of rice are the result of different methane production rates, not differences in methane transport processes. The different production rates are the result of differences in root carbon loss between the two cultivars. Neither of these strategies had an adverse effect on grain yield. The results strongly support the use of floodwater management and cultivar choice as methods to mitigate methane emissions from rice paddies.

Moored sediment traps intercepted material for approximately one year in the southern Ross Sea, Antarctica. Fecal pellets >100 um in trap samples were classified according to morphology as tabular, ellipsoidal, or cylindrical. The abundance, relatively large size, and high settling velocities of tabular pellets made them the most important pellet type by volume in vertical flux to 250 meters water depth and to the sea floor. Most pellets arrived at the traps in short-lived, high-flux events from the end of January through early March. Numerically, tabular pellets dominated pellet flux to 250 meters, and ellipsoidal pellets dominated pellet flux to the sea floor. This change suggests the presence of an active mid-depth zooplankton community that intercepts and repackages settling material. The different physical properties and settling velocities of the pellet types indicate that changes in pellet producer populations might significantly affect vertical flux and could modify regional biogeochemical cycles.

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Approximately 55 million years ago, an unprecedented amount of light carbon was abruptly released into the ocean and atmosphere. This event, known as the Paleocene-Eocene thermal maximum (PETM), is documented by large negative carbon isotope excursions in marine and soil carbonates and by global environmental changes. Models have been applied to constrain the amount of carbon released during the PETM. In this study, the Walker-Kasting carbon cycle box model is revisited and, after correcting its carbon isotope equations, it is used to resolve a discrepancy in previous emission estimates. In addition, the atmospheric methane box model of Schmidt-Shindell is coupled to the Walker-Kasting model to explore the role of methane during the PETM. This coupled model is then combined with results from other modeling studies to demonstrate that the PETM may have been caused by the rel ease of approximately 3500 Pg C of thermogenic methane into the Atlantic Ocean. / Il y a environ 55 millions d'années, une quantité sans précédent de carbone a été brusquement libérée dans l'océan et l'atmosphère. Cet événement, désigné de maximum thermique Paléocène-Eocène (PETM), est identifiable par de remarquables excursions négatives de del13C en carbonate marin et sol, et par des bouleversements environnementaux d'échelle globale. Plusieurs modèles ont été utilisés afin d'estimer la quantité de carbone émise durant le PETM. Cette étude reprend le modèle du cycle du carbone de Walker-Kasting, révise ses équations du del13C et l'utilise pour résoudre un désaccord entre des estimés antérieures de l'émission totale. Le modèle du méthane atmosphérique de Schmidt-Shindell est également couplé à celui de Walker-Kasting dans le but d'examiner l'importance du méthane durant le PETM. Finalement, ce modèle couplé, en combinaison avec les résultats d'autres modèles, est implémenté pour démontrer que le PETM aurait pu être engendré par l'émission de 3500 Pg C de méthane thermogénétique à l'océan Atlantique.

Development of hydroelectricity in recent years has stirred an international debate in relation to greenhouse gas (GHG) emissions caused by flooding, which results from the creation of hydroelectric reservoirs. The debate focuses on whether hydroelectric reservoirs are negligible global GHG sources, particularly with regards to carbon dioxide (CO₂) and methane (CH₄). Most carbon (C) exchange studies applied to hydroelectric reservoirs have been based on irregular or sporadic field measurements and, therefore, hardly address the transient nature of reservoir C flux and the heterogeneity in flux that occurs across different types of ecosystems inundated with water. In this context, ecosystem modeling and laboratory experiments can improve our understanding of C exchange that takes place in flooded terrestrial ecosystems as a consequence of hydroelectric development. The aim of this research was to examine C exchange variation in boreal forest and peatland ecosystems prior to and after flooding as well as to project boreal ecosystem C exchange for the duration of the inundation period. The primary study area was the Eastmain-1 reservoir located in northern Quebec where impoundment was completed in 2006. For this research, a reservoir C model (FF-DNDC) was developed by modifying Forest-DNDC, a process-based biogeochemical model utilized for forest and wetland ecosystems. FF-DNDC was designed to replicate C processes that take place in submerged soil and the water column. It is used to simulate CO₂ flux in flooded boreal forest and peatland ecosystems. The reliability of the Forest-DNDC simulation in relation to CO₂ flux in black spruce forest and peatland ecosystems was tested before modifications to the software took place. This test showed that Forest-DNDC reasonably simulated CO₂ flux and, as a result, supported the application of the model to simulate C dynamic changes after flooding occurs. Short-term incubation experiments using boreal soil and vegetation samples revealed that flooding decreased rates of CO₂ production but increased rates of dissolved C production. The experiments quantified changes that occurred in C mineralization rates prior to and after flooding, which determined soil decomposition parameters under flooded conditions that were then applied to FF-DNDC. The Eastmain-1 reservoir flooded ecosystem simulations detected CO2 emissions from the water surface, and, hence, the direction in CO₂ flux changed (from uptake to release) in comparison to flux that occurred in natural forest and peatland ecosystems. Simulated CO₂ flux for both the flooded forest and peatland ecosystems decreased with the duration of inundation, and the forest ecosystem showed larger CO₂ flux than the peatland ecosystem in the first decade after flooding was initiated. The trend of larger flux in the forest ecosystem was reversed after the first decade. Modeling and experimental results from this study emphasize the importance of spatial and temporal variation of C exchange in newly flooded boreal landscapes. / La production d'hydroelectricite est devenue le sujet d'un debat international ces dernieres annees en raison de l'emission des gaz a effet de serre (GES) qui resulte de l'inondation de la zone en amont d'un barrage hydroelectrique lors de la creation du reservoir. Le debat vise a determiner si les reservoirs des barrages hydroelectriques sont des sources negligeables de GES, plus particulierement en relation avec le dioxyde de carbone (CO₂) et le methane (CH₄). La plupart des etudes sur les echanges carboniques dans les reservoirs hydroelectriques furent basees sur des mesures irregulieres ou sporadiques prises sur terrain, et consequemment elles n'examinent pas en profondeur les tendances transitoires des flux de carbone (C) des reservoirs, ni l'heterogeneite des flux a travers les differents types d'ecosystemes inondes. Ceci etant dit, la modelisation des ecosystemes ainsi que les experimentations de laboratoire pourront ameliorer notre comprehension quant a l'inondation des echanges carboniques des ecosystemes terrestres qui surviennent suite au developpement hydroelectrique. Ma recherche vise a examiner l'alteration des echanges carboniques dans les forets boreales et les tourbieres avant et apres leur inondation, ainsi qu'a prevoir les echanges carboniques des ecosystemes boreals pendant la duree de l'inondation. La region sous etude fut le reservoir Eastmain-1 au nord du Quebec, dont la creation du reservoir fut terminee en 2006. Pour cette recherche, j'ai cree un modele sur le C des reservoirs (FF-DNDC) en modifiant Forest-DNDC, un modele de processus biogeochimique destine aux forets et les milieux humides. FF-DNDC a ete concu pour simuler les processus carboniques dans les sols inondes ainsi que dans la colonne d'eau, et a ete utilise pour predire les flux de CO₂ dans les forets boreales inondees et les tourbieres. Avant la modification du logiciel, j'ai teste la fiabilite avec laquelle Forest-DNDC pourra simuler les flux de CO₂ dans les forets d'epinette noire et les tourbieres. Ce test a demontre que Forest-DNDC peut simuler les flux de CO₂ avec une grande precision, et peut donc etre utilise pour evaluer les dynamiques de C suivant leur inondation. Des experiences d'incubation a court terme utilisant des sols boreals et de la vegetation ont revele que l'inondation diminue les taux de production de CO₂, tout en augmentant les taux de production de C dissous. Les experiences ont quantifie les changements dans les taux de mineralisation du C avant et apres l'inondation, afin de determiner les parametres de decomposition des sols dans les conditions inondees; ces parametres furent ensuite utilises dans FF-DNDC. Les simulations des ecosystemes inondes dans le reservoir Eastmain-1 ont indique qu'il y avait une emission de CO₂ des surfaces d'eau, et donc que la direction des flux de CO₂ a change (allant d'une absorption a une emission par l'ecosysteme) compare aux flux chez les forets et les tourbieres naturelles. Les flux de CO₂ simules dans la foret inondee et la tourbiere diminuaient pendant la duree de l'inondation, et la foret avait des flux de CO₂ superieurs a ceux de la tourbiere pendant la premiere decennie de l'inondation. Par la suite, ce contraste s'est inverse. Les resultats de mes modelisations et experiences mettent en evidence l'importance des variations spatiales et temporelles des echanges carboniques dans les paysages boreals nouvellement inondes.

In this thesis, the "green" McGill Paleoclimate Model (MPM) is developed by interactively coupling the five-component physical MPM with a Dynamic Global Vegetation Model (DGVM) known as VECODE (VEgetation COntinuous DEscription model). Three applications to the pre-industrial Holocene climate, ocean, vegetation and terrestrial carbon cycle dynamics are presented, after a new land surface scheme is introduced. In these applications, orbital (Milankovitch) forcing and prescribed atmospheric CO2, starting from eight thousand years before present (8 kyr BP), are applied. In addition, a prescribed retreat of the Laurentide Ice Sheet (LIS) from 8 to 6 kyr BP is introduced. [Note: All acronyms used in this thesis are given in Appendix A.] / The first application, in which the atmospheric CO 2 is fixed at 280 ppmv, shows that the vegetation-albedo feedback together with the retreating LIS allows the global annual mean surface air temperature to increase starting from 8 kyr BP and reach a maximum at around 6 kyr BP. The decreasing Northern Hemisphere summer insolation (orbital forcing) together with the vegetation-albedo feedback can explain the gradual cooling during the past 6 kyr. The southward shift of the boreal forest treeline from 6 to 0 kyr BP and the desertification of northern Africa from 8 to 2 kyr BP are also simulated, in good agreement with paleoclimatic reconstructions. / In the second application, the reconstructed (Taylor Dome) atmospheric CO2 is used as a variable radiative forcing, and an inverse method is introduced to investigate the global carbon cycle dynamics. The model results indicate that the retreating LIS, in association with the vegetation-albedo and vegetation-precipitation (biogeophysical) feedbacks, causes the terrestrial carbon store to reach its maximum at around 6 kyr BP. Based on the inverse method, it is inferred that the first 10 ppmv atmospheric CO 2 increase from 8 to 6 kyr BP comes from the ocean carbon pool, which includes sedimentation processes. However, the land carbon release of about 68 PgC (95 PgC without CO2 fertilization) from 6 to 0 kyr BP can only contribute about 5 to 7 ppmv increase in atmospheric CO2; additional carbon sources are needed from the ocean. The simulated desertification results in a 70-PgC decrease in total carbon in the Sahara desert. This decrease is partially compensated by a 40-PgC increase in total carbon in the Southern Hemisphere. / Finally, in the third application, the total volume of meltwater/freshwater from the retreating LIS is estimated, and four discharge scenarios are proposed to investigate the impact of this freshwater on the Holocene ocean, climate and terrestrial carbon cycle. During each freshwater perturbation, the simulated maximum Atlantic meridional overturning circulation (MOC) intensity is reduced, by amounts of up to 8 Sv. However, it rebounds to a higher level than the original state, within 10 to 20 years after the termination of the freshwater input. During the time of a weakened MOC, the SST is reduced in the high-latitude North Atlantic and increased in the Southern Ocean due to decreased northward oceanic heat transport. Only a large freshwater perturbation (>0.1 Sv) has a significant impact on the Holocene climate and terrestrial carbon cycle; it results in an enhanced cooling of about 1°C in the Northern Hemisphere (caused by the appearance of the North Atlantic sea ice) and notable drops in the global net primary productivity (2 PgC/yr) and total land carbon storage (40 PgC).

Abstract- Lake Matano of Indonesia, the 8th deepest lake on Earth, is an Fe-rich (ferruginous) end-member aquatic ecosystem and is the best known modern analogue for the ecology of Earth's earliest oceans. A culmination of geological, climatic and biological processes has resulted in an Fe-centric aquatic ecosystem in which anaerobic microbial communities are largely sustained by cycling Fe and CH4. Fe-rich soils of the catchment basin supply an abundance of Fe (hydr)oxides to Lake Matano's sediments. Limited vertical mixing in Lake Matano has generated a persistent, 100 m deep pycnocline which is sustained by minimal seasonal temperature fluctuations and steep basin morphology. This pycnocline separates an oxic surface layer from Fe(II) and CH4-rich bottom waters. Ferruginous conditions in Lake Matano limit dissolved P concentrations in the oxic surface layer where they are apt to restrict primary production. Chlorobiaceae, which populate the deep ferruginous chemocline comprise an important component of Lake Matano's phototrophic community. Given the absence of sulfide, the metabolisms of these novel, deep-water, anoxygenic phototrophs are likely driven by Fe(II) oxidation. Methanogenesis dominates organic matter degradation despite Lake Matano's thermodynamic propensity for Fe reduction. Biogenic methane accumulates in the anoxic bottom water and supports the activity of aerobic and anaerobic methanotrophs. Cr concentrations in Lake Matano are relatively high and reflect the geology of the catchment basin. Removal of Cr from the surface waters is driven by the reduction of Cr(VI) by Fe(II) supplied from the anoxic bottom water. The ensuing downward Cr flux maintains dissolved Cr(VI) concentrations in the surface waters below international guidelines. Lake Matano's physical structure, abundance of Fe and dearth of sulfate mirror the stratified ferruginous conditions thought to prevail in Earth's early oceans. The finding that anoxygenic phototrophs prolifer / Résumé- Le lac Matano en Indonésie, le 8ème lac le plus profond sur terre, est un écosystème aquatique extrèmement riche en Fe (ferrugineux) et est le meiller analogue moderne de l'écologie des océans primitifs terrestres. La combinaison de processus géologiques, climatiques et biologiques a résulté en un écosytème aquatique centré sur le Fe dans lequel les communautés microbiennes anaérobiques se développent largement autour des cycles du Fe et du CH4. Les sols riches en Fe du bassin de drainage fournissent en abondance des (hydro)xides de Fe aux sédiments du lac Matano. Un mélange vertical limité dans le lac Matano a généré une pycnocline persistante à 100 m de profondeur qui est maintenue par des fluctuations de température saisonnières minimales et une morphologie de bassin pentue. Cette pycnocline sépare une couche oxique de surface des eaux de fond riches en Fe(II) et CH4. Les conditions ferrugineuses du lac Matano limitent les concentrations en P dissous dans la couche oxique de surface où elles peuvent restreindre la production primaire. Les Chlorobiacées, qui peuplent la profonde et ferrugineuse chimiocline, sont une importante composante de la communauté phototrophe du lac Matano. Étant donnée l'absence de sulfures, la métabolisme de ces nouveaux phototrophes anoxygéniques d'eaux profondes sont vraisemblablement contrôlés par l'oxidation de Fe(II). La méthanogénèse domine la dégradation de la matière organique malgré la propension thermodynamique du lac Matano pour la réduction du Fe. Le méthane biogénique s'accumule dans les eaux de fond anoxiques et supporte l'activité de méthanotrophes aérobiques et anaérobiques. Les concentrations en Cr dans le lac Matano sont relativement élevées et réflètent la géologie du bassin de drainage. La perte de Cr des eaux de surface se fait par la réduction du Cr(VI) par le Fe(II), apporté par l'eau de fond anoxique. Le flux descendant de Cr qui s'ensuit maintient

Dissimilatory sulfate reduction plays a significant role in shaping the sulfur isotope composition of sedimentary sulfides. These, in turn, record the evolution of Earth's surface redox state. The fractionation produced by this microbial metabolism is controlled by the flux of sulfur through the respiratory reaction network and the isotopic effect associated with each component reaction. Although the net isotope fractionations of this metabolism have been well studied, unraveling the isotopic influence of each component of its pathway is still a challenge. The sulfite to sulfide reduction step is a particularly complicated one. Its biochemistry is not fully understood and the associated isotope effect is inferred from fractionations associated with the entire metabolic pathway or from in-vitro experiments with cell-free extracts. Here, two experiments, a batch and a continuous culture experiment, were run using a mutant strain of the sulfate-reducing bacterium Desulfovibrio vulgaris Hildenborough. This deletion mutant is missing its QmoABC protein complex, a principal catalyst in the reduction of adenosine phosphosulfate (APS) to sulfite. As APS is an intermediate metabolite between sulfate and sulfite in the respiration pathway, this strain is incapable of using sulfate as a terminal electron acceptor. By hindering APS reduction, this mutation also eliminates sulfite disproportionation. As a consequence, analysis of the growth and biochemistry of this bacterium provides a unique insight into the sulfite reduction step. In all experiments, sulfite consumption was concomitant with sulfide and thiosulfate production. However, thiosulfate production in the continuous culture experiment was more than one order of magnitude smaller than in the batch experiment. Thiosulfate can form inorganically from the reaction of aqueous sulfite and sulfide. It appears that the design of the batch experiment rendered the establishment of a definite reaction network challenging. Although it was not excluded that thiosulfate could be produced as a biochemical intermediate of sulfite reduction, the thiosulfate pool that accumulated in both the batch and the chemostat experiments was found to be mostly of inorganic origin. Because of this, a net fractionation factor could not be extracted from the batch experiment. The chemostat experiment appeared to be better defined isotopically, and thus a net fractionation between sulfite and sulfide of -15.88 ‰, at 10% maximum bacterial growth rate, was found. The implications of such a large extent of inorganic thiosulfate production environmental settings and laboratory experiments, both in vivo and in vitro, are discussed. / La réduction dissimilatoire du sulfate joue un rôle important dans le façonnage de la composition isotopique des sulfides sédimentaires. Ce signal isotopique, à son tour, représente un archive important de l'évolution de l'oxygène atmosphérique. Le fractionnement produit par ce métabolisme microbien est contrôlé par le flux de soufre à travers du réseau de réactions et l'effet isotopique associé à chaque réaction. Bien que le fractionnement isotopique général de ce métabolisme ait été bien étudié, il est important de comprendre l'influence de chaque composante du réseau. La dernière étape, la reduction du sulfite en sulfide, n'est pas encore entièrement comprite. Les réactions qui la définent ne sont pas cernées et l'effet isotopique associé est, jusqu'à date, déduit de fractionnements associés à la voie métabolique dans son ensemble. Ici, deux expériences, la première dans un système fermé, la deuxième dans un système ouvert, ont été effectuées en utilisant une souche mutante de Desulfovibrio vulgaris Hildenborough. Cette bactérie ne possède pas son complexe QmoABC, un catalyseur principal de la réduction du phosphosulfate d'adénosine (APS) au sulfite. Par conséquent, cette souche est incapable d'utiliser le sulfate en tant qu'accepteur d'électrons. En entravant la reduction de l'APS, cette mutation élimine également la dismutation du sulfite. En conséquence, l'analyse de la croissance et de la biochimie de cette bactérie fourni un aperçu unique sur cette étape. Dans les deux expériences, la consommation du sulfite et la production du sulfide et du thiosulfate eurent lieu simultanément. Cependant, l'occurrence simultanée de réactions biologiques et non-biologiques, ces dernières formant de vastes quantités de thiosulfate à partir du sulfite et du sulfide, a rendu la mise en place d'un réseau de réaction précis difficile. Bien qu'il n'est pas exclu que le thiosulfate pourrait être produit en tant qu'intermédiaire de la réduction du sulfite, le thiosulfate accumulé dans les deux expériences a été jugé d'origine essentiellement non-biologique. Pour cette raison, un facteur de fractionnement n'a pas pu être calculé. L'expérience de culture continue est mieux définie isotopiquement et donc un fractionnement net entre le sulfite et le sulfide de -15.88 par millions, à 10% la croissance maximale des bactéries, a été estimé. Les consequences de la production non-biologique de thiosulfate dans des environments naturels et durant des expériences de laboratoire, in vivo et in vitro, sont discutées.

Denitrification is responsible for gaseous nitrogen (N) loss from in riparian buffers. Earthworms affect denitrification in controlled laboratory and field studies; however, the small-scale effects of earthworm on denitrification need to be extrapolated to the field scale. The general objective of this thesis was to determine how earthworm-denitrifying bacteria interactions could affect N dynamics at a physiological level (within the earthworm body), the individual level (earthworm drilosphere), then finally determine whether these small-scale effects could be detected at the field scale (in riparian buffers). In a microcosm study (physiological level), earthworms were fed with organic substrates with different C:N ratio, but earthworm maintained a constant C:N ratio of 3.37 to 5.25 in their muscular tissue, regardless of the food N content. Adult Lumbricus terrestris had a significantly greater denitrification rate with the N-rich soybean mixture than with peat moss. These results suggest that adult L. terrestris consuming N-rich organic substrates may contribute to N2O and N2 fluxes from soil. In a mesocosm study (drilosphere level), earthworm presence increased the cumulative N2O emissions by 50% in the dry soil treatment, but earthworms reduced the cumulative N2O emissions by 34% in the wet soil treatment and reduced N2O emissions significantly by 82% in soil with rewetting-drying cycles (WD). Denitrification enzyme activity (DEA) increased significantly when earthworms were present and the abundance of 16S rRNA, nirS, and nosZ genes was affected significantly by the earthworm × soil moisture interaction. These results suggested that the decrease in cumulative N2O emissions from wet soil and the WD treatment by earthworms was due to a general alteration of the denitrifying bacterial community composition. Moreover, the results implied that earthworms would decrease the N2O emissions from saturated soils. At the field scale, earthworm demographics were investigated in temporary flooded riparian region (TR) and non-flooded riparian region (NR) in Quebec, Canada, from spring to autumn, 2012. The TR had more earthworm diversity (9 species) and larger population and biomass than NR. Earthworm population and biomass were largest in spring and autumn but declined in summer. Path analysis indicated that soil moisture, NH4+ and soil C:N ratio, but not earthworm biomass, directly affected the DEA. This observation suggests that earthworm-denitrifier interactions in riparian buffers were the result of soil moisture content and available substrate concentrations. In conclusion, my results indicate that physiological scale effects cannot be extrapolated directly from the lab to the field. Studies at the mesocosm and field scales suggest that the N2O output from riparian soils is the result of the moisture-earthworm-microbial interaction: soil moisture act as a crucial controller on the final product of denitrification (N2O or N2), while earthworms influence the gaseous N losses from natural riparian buffers through both direct effects on denitrifiers and indirect effects on substrates required for the denitrification reaction. / Dans les zones ripariennes (ZR), la dénitrification est la majeure source d'azote (N) perdu sous forme de gaz. Il a été démontré que la présence de vers de terre (VDT) affecte la dénitrification dans le sol à différentes échelles temporelles et spatiales (en conditions contrôlées et au champs). Cependant, il est nécessaire d'étudier l'impact à petite échelle des VDT sur la dénitrification afin de pouvoir l'extrapoler à l'échelle du champs. Cette thèse a pour objectif de déterminer comment les interactions entre les VDT et les bactéries dénitrifiantes affectent les dynamiques de l'N au niveau physiologique et au niveau de la drilosphère pour déterminer ensuite si ces interactions sont détectables sur le terrain. Dans une étude au laboratoire (échelle physiologique), des VDT ont été nourris avec des substrats organiques de rapports C/N variés tout en maintenant un rapport C/N constant de leurs tissus musculaires (3,37 à 5,35). Le taux de dénitrification des L. terrestris adultes était plus élevé avec un mélange à base de soja riche en N plutôt qu'avec la mousse de tourbe (P < 0.05). En revanche, les taux de dénitrification de A. tuberculata étaient plus variables. Ces résultats suggèrent que les VDT produisent des formes gazeuses d'N: les écosystèmes avec une population abondante de L. terrestris sont plus à risque de produire des flux élevés de N2O et de N2 en présence de substrats organiques riches en N. Une autre étude au laboratoire (drilosphère) de 69 jours a démontré que la présence de VDT augmentait de 50% le cumul de N2O émis dans le sol sec mais le diminuaient de 34% dans le sol humide et le réduisaient de 82% en présence de cycles d'assèchement-réhumidification. La dénitrification potentielle (DEA) augmentait en présence de VDT (P < 0.05). L'interaction des traitements VDT × humidité du sol a affecté l'abondance des gènes 16S rRNA, nirS et nosZ (P < 0.05). À la vue de ces résultats, les diminutions des cumuls de N2O émis causées par les VDT, en conditions humides ou lors cycles d'assèchement-réhumidification, sont dues à une stimulation des bactéries consommatrices de N2O et à une modification de la composition des microorganismes dénitrifiants du sol. De plus, la présence de VDT pourrait diminuer les émissions de N2O des sols saturés en eau. À l'échelle du terrain, les données démographiques sur les VDT ont été récoltées du printemps à l'automne 2012, dans des ZR temporairement inondées (TR) et non inondées (NR) du Québec, au Canada. Les zones TR présentaient une plus grande diversité (9 espèces) ainsi qu'une biomasse plus importante de VDT que les zones NR (6 espèces). La population et la biomasse des VDT étaient plus élevées au printemps et à l'automne 2012 mais déclinaient en été 2012. En présence de VDT, la DEA était 1,5 fois plus petite dans les zones TR et 1,2 fois plus petite dans les zones NR. L'analyse causale des données suggère qu'au contraire des VDT, l'humidité, l'ammonium et le rapport C:N du sol influence directement la DEA. Les interactions entre les VDT et les microorganismes dénitrifiants dans les ZR seraient alors la résultante de l'humidité du sol et des concentrations en substrats disponibles. En conclusion, mes résultats indiquent que les effets mesurés au laboratoire, à l'échelle physiologique, ne peuvent pas être extrapolés à l'échelle du champ. Cependant, les travaux de laboratoire à l'échelle de la drilosphère sont plus pertinents pour déterminer l'influence des VDT sur les émissions réelles de N2O. Finalement, la production de N2O des ZR résulte d'interactions multiples entre l'humidité du sol, les populations de VDT et les microorganismes : l'humidité du sol contrôle le produit final de la dénitrification tandis que les VDT diminuent l'activité des microorganismes dénitrifiants en conditions hydriques saturées. Les VDT influencent les pertes gaseuses azotées des ZR en agissant sur les microorganismes dénitrifiants et sur la disponibilités des substrats nécessaires à la dénitrification.