Dynamics and chemistry of dissolved organic carbon in Precambrian Shield catchments and an impounded wetland

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Abstract:

We examined the sources, sinks, and fluxes of dissolved organic carbon (DOC) and its chemical fractions over a 4-year period in upland and wetland catchments in the Experimental Lakes Area, Ontario. In an upland catchment, the major sources of DOC were precipitation, vegetation, and soil organic matter, resulting in a summer (June to October) export of 2.1 g·m–2. DOC concentrations in peat pore water ranged from 20 to 60 mg·L–1 and were related to hydrologic pathways. DOC export from catchments containing wetlands ranged from 0.8 to 5.7 g·m–2 and export from the peatland portion of the catchment was estimated to be 28–30 g·m–2. Flooding to a depth of 1.2 m in the peatland section of one catchment resulted in an increase in pore-water and pond DOC concentrations, attributed to the decomposition of plant tissues and peat. Because only 14% of the catchment was flooded, impoundment did not result in a significant increase in DOC export. Between 85 and 93% of DOC was contained in the acid fractions, with small amounts in the neutral fractions. Flooding increased the proportion of the hydrophilic neutral fraction in peat pore waters for 2 years after flooding.

Nous avons étudié les sources, les pertes et les flux du carbone organique dissous (DOC) et de ses fractions chimiques pendant une période de 4 années dans des bassins versants des terres hautes et des terres humides de la Région des lacs expérimentaux (« Experimental Lakes Area ») en Ontario. Dans un bassin versant des terres hautes, les sources principales de DOC sont les précipitations, la végétation et la matière organique du sol, ce qui entraîne une exportation en été (juin à octobre) de 2,1 g·m–2. Les concentrations de DOC dans l'eau interstitielle de la tourbe varient de 20 à 60 mg·L–1 et elles sont reliées aux différentes voies hydrologiques. L'exportation de carbone organique dissous de bassins versants comportant des terres humides varie de 0,8 à 5,7 g·m–2 et celle provenant de la partie tourbeuse du bassin est estimée à 28 à 30 g·m–2. L'inondation de la section tourbeuse d'un basin par 1,2 m d'eau a entraîné des augmentations dans les concentrations de DOC dans l'eau interstitielle de la tourbe et dans l'eau d'étang que l'on attribue à la décomposition de tissus végétaux et de tourbe. Puisque seulement 14 % du bassin versant a été inondé, la mise en eau n'a pas entraîné un accroissement significatif de l'exportation de DOC. Entre 85 et 93 % de la DOC se retrouve dans les fractions acides, avec de petites quantités dans la fraction neutre. L'inondation a augmenté la proportion de la fraction hydrophile neutre dans l'eau interstitielle de la tourbe durant les 2 années qui ont suivi la mise en eau.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2003

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