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Influence of seasonal changes in runoff and extreme events on dissolved organic carbon trends in wetland- and upland-draining streams

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Abstract:

Dissolved organic carbon (DOC) fluxes at eight headwater basins in south-central Ontario were strongly related to seasonal streamflow, and extreme events contributed to both interannual and intercatchment variability. Six catchments with high stream DOC and greater peatland coverage exhibited a different seasonal pattern of DOC concentration compared with two catchments with low DOC and less wetland influence. In wetland-dominated catchments, DOC concentrations decreased during fall wet-up and spring melt, and because of the dominance of the spring melt period in annual budgets, variations in spring flow explained 39%–48% of the intervariability in DOC concentration. Significant increases in average DOC concentration between 1980 and 2001 at all six wetland-dominated catchments were driven by relatively high DOC concentrations in the latter years of record, consistent with low spring flow in these years, and were not translated into greater DOC export to downstream lakes. Localized rainstorms in summer and fall resulted in differences in DOC export among adjacent catchments, and a single fall storm in September 1998 was only detected at one of six catchments draining into Harp Lake but accounted for one-quarter of the annual tributary DOC load to the lake.

Les flux de carbone organique dissous (DOC) dans huit bassins versants d’amont dans le centre-sud de l’Ontario sont en forte corrélation avec le débit saisonnier des cours d’eau; les événements extrêmes contribuent à la variabilité, tant d’une année à l’autre que d’un bassin à l’autre. Six bassins versants à DOC élevé dans les cours d’eau et à forte couverture de tourbières présentent des patrons saisonniers de concentrations de DOC différents de ceux de deux bassins à faibles concentrations de DOC et moins influencés par les terres humides. Dans les bassins dominés par les terres humides, les concentrations de DOC diminuent pendant la submersion de l’automne et la fonte du printemps; à cause de la prédominance de la période de fonte du printemps dans les bilans annuels, les variations dans le débit au printemps expliquent 39–48 % de l’inter-variabilité des concentrations de DOC. Les accroissements significatifs des concentrations moyennes de DOC entre 1980 et 2001 dans tous les six bassins dominés par les terres humides s’expliquent par les concentrations relativement élevées de DOC dans les dernières années de l’analyse qui correspondent à des débits de printemps faibles pendant ces années-là; cela ne s’est pas traduit par une exportation plus grande de DOC aux lacs d’aval. Des orages localisés en été et en automne ont causé des différences dans l’exportation de DOC entre des bassins adjacents : un orage d’automne en septembre 1998 n’a été détecté que dans l’un des six bassins qui alimentent le lac Harp, mais il expliquait un quart de l’apport annuel de DOC par les tributaires dans ce lac.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2008

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