Seasonal hydrology and permafrost disturbance impacts on dissolved organic matter composition in High Arctic headwater catchments 1
Résumé
Arctic landscapes are experiencing intense warming and modification of precipitation regimes with climate change. Permafrost disturbances and climate change impacts on hydrology of Arctic watersheds are likely to modify the quantity and composition of exported dissolved organic matter (DOM). In July 2007, intense rainfall and active layer thickening caused widespread active layer detachments at Cape Bounty, Melville Island (Canada). This study investigates the impacts of seasonal hydrology and permafrost disturbance on DOM composition exported from High Arctic headwater catchments. In 2012, streams were sampled from three disturbed catchments and one undisturbed catchment. The composition of DOM was characterized using absorbance and fluorescence spectroscopy. DOM was mostly exported during the spring freshet. Throughout this period, the undisturbed catchment exported humified DOM with high humic-like fluorescence that likely originated from runoff through shallow organic rich soil. In contrast, DOM exported from disturbed catchments was fresher, less humified with a high proportion of low molecular weight humic acid. We demonstrate that disturbed catchments delivered likely more labile DOM derived from either thawed permafrost or enhanced microbial activity. If this labile DOM comes from an ancient pool, as indicated by other studies at this site, disturbances may strengthen the permafrost carbon feedback on climate change.
Avec le changement climatique, les paysages arctiques connaissent un réchauffe-ment intense et une modification des régimes de précipitation. Les impacts des perturbations du pergélisol et du changement climatique sur l'hydrologie des bassins hydrographiques arc-tiques vont probablement modifier la quantité et la composition de matière organique dis-soute (MOD) exportée. En juillet 2007, des averses intenses et l'épaississement de la couche active ont causé des décollements généralisés de la couche active à Cape Bounty, île Melville (Canada). Cette étude examine les impacts de l'hydrologie saisonnière et de la perturbation du pergélisol sur la composition de la MOD exportée des bassins versants d'amont du Haut-Arctique. En 2012, on a échantillonné des cours d'eau de trois bassins versants perturbés et d'un bassin versant non perturbé. La composition de la MOD a été analysée en utilisant la spectroscopie à fluorescence et l'absorptiométrie. La MOD a surtout été exportée pendant la crue printanière. Pendant cette période, le bassin versant non perturbé a exporté de la MOD humifiée à haute fluorescence telle humique qui provenait probablement de ruisselle-ment par sol riche organique mince. En revanche, la MOD exportée de bassins versants per-turbés était plus fraîche, moins humifiée avec une haute proportion d'acide humique à faible poids moléculaire. Nous démontrons que les bassins versants perturbés ont déversé de la MOD probablement plus labile provenant du pergélisol dégelé ou de l'activité microbienne améliorée. Si cette MOD labile vient d'un bassin ancien, tel que révélé par d'autres études à ce site, les perturbations peuvent renforcer la rétroaction du carbone du pergélisol sur le changement climatique.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...