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Seasonal changes of dissolved organic carbon photo-oxidation rates in a tropical humic lagoon: the role of rainfall as a major regulator

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Abstract:

In this paper, we report the seasonal variation of photo-oxidation rates in a tropical humic lagoon and its relation to annual rainfall regime. Photo-oxidation rates ranged from 8.96 to 415.06 µmol C·L–1·day–1, being higher in the beginning to middle of the rainy season and declining throughout the year. Although dissolved organic carbon (DOC) concentration, water color, and sunlight incidence were generally higher in the rainy season, photo-oxidation rates were not significantly related to any of these parameters. Photo-oxidation seems to be influenced mainly by changes in DOC photoreactivity, which was up to threefold higher early in the rainy season, when inputs of fresh allochthonous DOC take place. In the following months, in addition to being continuously degraded by sunlight, DOC is also removed from the water column by processes such as microbial degradation and sedimentation, leading to a decline in DOC concentration and photoreactivity throughout the year until the next rainy season. Thus, the dynamics of DOC inputs caused by the rainfall regime in Comprida Lagoon lead to a yearly pulse of DOC photoreactivity and photo-oxidation rates. We believe this pulse model also fits other aquatic ecosystems subject to similar seasonal inputs of allochthonous DOC, although rainfall would not necessarily be the driving factor.

Notre travail présente la variation saisonnière des taux de photo-oxydation dans une lagune tropicale humique en relation avec le régime annuel des précipitations. Les taux de photo-oxydation varient de 8,96 à 415,06 µmol C·L–1·jour–1; ils sont plus élevés au début et au milieu de la saison des pluies et déclinent au cours du reste de l'année. Bien que les concentrations de carbone organique dissous (« DOC »), la couleur de l'eau et l'incidence solaire soient généralement plus élevées durant la saison des pluies, les taux de photo-oxydation ne sont pas significativement reliés à aucune de ces variables. La photo-oxydation semble être influencée surtout par les changements de photo-réactivité de la DOC qui est jusqu'à trois fois supérieure au début de la saison des pluies lorsqu'ont lieu les apports de DOC allochtone fraîche. Dans les mois suivants, en plus d'être constamment dégradée par la lumière solaire, la DOC est aussi retirée de la colonne d'eau par des processus tels que la dégradation microbienne et la sédimentation, ce qui explique le déclin de la concentration et de la photo-réactivité de la DOC au cours de l'année jusqu'à la prochaine saison des pluies. Ainsi la dynamique des apports de DOC contrôlée par le régime des précipitations dans la lagune de Comprida produit un pic annuel de photo-réactivité de la DOC et des taux de photo-oxydation. Nous croyons que ce modèle avec un pic annuel s'applique aussi à d'autres écosystèmes sujets à des apports saisonniers semblables de DOC allochtone, bien que les précipitations ne soient pas nécessairement le facteur déclencheur.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2007

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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