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Nordicana
D31 / DOI :
10.5885/45520CE-0A48ADE0E2194290
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Carbone organique dissous et données environnementales provenant de lacs et d'étangs circumpolaires nordiques
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Maxime Wauthy* 1, 2, Milla Rautio 1, 2, 3, Kirsten S. Christoffersen 4, 5, Laura Forsström 6, Isabelle Laurion 2, 3, 7, Heather Mariash 8, Sari Peura 9, 10, Warwick F. Vincent 2, 11
1 Département des sciences fondamentales, Université du Québec à Chicoutimi, Chicoutimi, Quebec, Canada
2 Centre d’études nordiques (CEN), Université Laval, Quebec City, Quebec, Canada
3 Group for Interuniversity Research in Limnology and Aquatic Environment (GRIL), Université de Montréal, Montreal, Quebec, Canada
4 Freshwater Biological Laboratory, Department of Biology, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark
5 Department of Arctic Biology, University Centre in Svalbard, Longyearbyen, Norway
6 Department of Environmental Sciences, University of Helsinki, Helsinki, Finland
7 Centre Eau Terre Environnement, Institut national de la recherche scientifique, Quebec City, Quebec, Canada
8 Environment and Climate Change Canada, National Wildlife Research Centre, Ottawa, Ontario, Canada
9 Limnology, Department of Ecology and Genetics, Uppsala University, Uppsala, Sweden
10 Molecular Epidemiology, Department of Medical Sciences, Uppsala University, Uppsala, Sweden
11 Département de biologie, Université Laval, Quebec City, Quebec, Canada
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Auteur pour la correspondance : *Auteur pour la correspondance / Corresponding author
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Résumé
Le pergélisol constitue l’un des plus importants réservoirs de carbone organique sur Terre. Avec le réchauffement climatique, ce pergélisol dégèle à un rythme accéléré, favorisant la formation d'étangs thermokarstiques. Ces étangs sont de plus en plus abondants dans les milieux arctiques et subarctiques, pouvant représenter jusqu'à 90% des lacs dans certaines régions. Par ailleurs, en raison de ce dégel, l'importante quantité de carbone qui était prisonnière du pergélisol se trouve libérée et finit sa course dans ces nouveaux plans d’eau. Les écosystèmes lacustres nordiques, généralement caractérisés par une eau limpide avec une production élevée d'oxygène par les algues benthiques et une autotrophie nette générale, reçoivent donc désormais une quantité croissante de matière organique terrestre provenant du bassin versant, avec des conséquences importantes sur le métabolisme de l'écosystème. L'augmentation de la dépendance au carbone et nutriments terrestres stimule la production et la respiration bactérienne et diminue la disponibilité en lumière pour la production primaire benthique, contribuant à faire de ces étendues d'eaux douces circumpolaires une source importante de gaz à effet de serre. L'effet combiné de l'augmentation de la teneur en composés humiques venant bassin versant et des modifications du métabolisme de l'étang contribuent à modifier la composition du carbone dissous dans l'eau. Cependant, bien que les étangs peu profonds soient le principal type d'écosystème d'eau douce et une composante intégrale du cycle du carbone à haute latitude, l'ampleur et le rythme de cette modification demeurent inconnus. Afin d'étudier l'influence du dégel du pergélisol sur les stocks et la composition de la matière organique dissoute (MOD) dans les systèmes d'eau douce circumpolaire nordique, nous avons utilisé une série d’indicateurs chimique (COD), biologique (chlorophylle a), optiques (indices spectrophotométriques, EEMs, PARAFAC) et isotopiques (d13C et d2H). Entre 2002 et 2016, nous avons échantillonné durant l’été 253 étangs répartis dans 14 régions circumpolaires, pour un total de 356 échantillons, une partie de ces plans d’eau étant échantillonnés plus d'une fois au cours de ces 15 ans. Les sites d'étude sont répartis dans une zone géographique très large, couvrant environ 200° en longitude (de l'Alaska à la Russie) et 30° en latitude (de la zone subarctique jusqu'au Haut-Arctique), comprenant ainsi un large spectre de condition de dégel du pergélisol. Nous avons divisé les étangs en trois catégories selon leur exposition au dégel du pergélisol: (1) les étangs sur socle rocheux, caractérisés par un bassin versant rocheux et non directement affectés par le dégel du pergélisol; (2) les étangs de toundra, non touchés par le dégel du pergélisol et caractérisés par des bassins versants forestiers, arbustifs ou désertiques, selon la région; et (3) les étangs thermokarstiques, directement affectés par le dégel du pergélisol.
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Wauthy, M., Rautio, M., Christoffersen, K.S., Forsström, L., Laurion I., Mariash, H., Peura, S., Vincent, W.F. 2017. Carbone organique dissous et données environnementales provenant de lacs et d'étangs circumpolaires nordiques, v. 1.0 (2002-2016). Nordicana D31, doi: 10.5885/45520CE-0A48ADE0E2194290.
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Wauthy, M., Rautio, M., Christoffersen, K.S., Forsström, L., Laurion I., Mariash, H., Vincent, W.F. 2017. Increasing dominance of terrigenous organic matter in circumpolar freshwaters due to permafrost thaw. Submitted to L&O Letters. |
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