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Peatland Contribution to Stream Organic Carbon Exports From a Montane Watershed

Authors :
Stéphane Binet
Roman Teisserenc
G. Le Roux
Thomas Rosset
P. Durantez Jimenez
Laure Gandois
Thierry Camboulive
Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB)
Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
ANR-11-LABX-0010,DRIIHM / IRDHEI,Dispositif de recherche interdisciplinaire sur les Interactions Hommes-Milieux(2011)
Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut des Sciences de la Terre d'Orléans - UMR7327 (ISTO)
Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Biogéosystèmes Continentaux - UMR7327
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC)
Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, American Geophysical Union, 2019, 124 (11), pp.3448-3464. ⟨10.1029/2019JG005142⟩, Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 2019, 124 (11), pp.3448-3464. ⟨10.1029/2019JG005142⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

International audience; Mountains contain many small and fragmented peatlands within watersheds. As they are difficult to monitor, their role in the water and carbon cycle is often disregarded. This study aims to assess the stream organic carbon exports from a montane peatland and characterizes its contribution to the water chemistry in a headstream watershed. High frequency in situ monitoring of turbidity and fDOM were used to quantify respectively particulate organic carbon (POC) and dissolved organic carbon (DOC) exports at the inlet and outlet of a peatland over three years in a French Pyrenean watershed (1,343 m.a.s.l.). The DOC and POC signals are both highly dynamic, characterized by numerous short peaks lasting from a few hours to a few days. Forty-six percent of the exports occurred during 9% of the time corresponding to the highest flows monitored at the outlet. Despite its small area (3%) within the watershed, the peatland contributes at least 63% of the DOC export at the outlet. The specific DOC flux ranges from 16.1 ± 0.4 to 34.6 ± 1.5 g m 2 year −1. POC contributes 17% of the total stream organic carbon exports from the watershed. As the frequency of extreme climatic events is expected to increase in the context of climate change, further studies should be conducted to understand the evolution of underestimated mountainous peatland carbon fluxes and their implication in the carbon cycle of headwaters. Plain Language Summary Since the last glacial period, peatlands have accumulated large stocks of organic carbon. Despite representing only 3% of global continental surfaces, they store about 22% of the continental soil carbon stock. In the context of global change, peatland carbon sequestration capacity needs to be carefully monitored. In addition to greenhouse gas exchanges with the atmosphere, determining this capacity requires the quantification of aquatic organic carbon exports. Aquatic organic carbon exports have rarely been investigated at mountainous peatlands. Moreover, global change is expected to drastically modify mountain hydrology, influencing aquatic carbon exports and carbon balance of mountainous peatlands. Using high frequency in situ instrumentation, this study shows the annual quantity of aquatic organic carbon exported from a montane peatland in the French Pyrenees is in the same range as Northern lowland peatlands. These highly variable exports mainly occur during high discharge events due to snowmelt or rainfalls. Despite its restricted area, this montane peatland is the main contributor of aquatic organic carbon in the watershed. Peatlands influence headwater chemistry and further study must be conducted to monitor the evolution of these mountainous carbon stocks.

Details

Language :
English
ISSN :
21698953
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, American Geophysical Union, 2019, 124 (11), pp.3448-3464. ⟨10.1029/2019JG005142⟩, Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 2019, 124 (11), pp.3448-3464. ⟨10.1029/2019JG005142⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d8c0246da5e1367c52575f5454c2210a