Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Export and sources of organic carbon in the Lena River basin, Northeastern Siberia
Stockholm University, Faculty of Science, Department of Geological Sciences.ORCID iD: 0000-0001-7164-8101
2016 (English)Licentiate thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Permafrost areas are considered to be one of the largest terrestrial storages of carbon. In a warming climate these areas are expected to experience changes in carbon transport to rivers and the oceans due to permafrost thawing, which could enhance erosion, change water flow pathways and increase greenhouse gas emissions. Large amounts of the carbon transported from the terrestrial environment to rivers are in the form of natural organic matter (NOM). The Lena River basin in northeastern Siberia, which is mainly underlain by continuous permafrost, is the largest contributor of NOM to the Arctic Ocean. In this study we present a spatial data set of NOM, including concentrations and stable carbon isotope values (δ13C) of dissolved (DOC) and particulate organic carbon (POC) as well as carbon and nitrogen ratios (C/N) from 77 sample stations in the Lena River and its tributaries. The samples were collected during two field seasons in July 2012 and June 2013.

The results from this study showed large spatial variations in concentrations, annual export and fluxes of organic carbon. These variations were primarily due to variations in discharge and topography. The δ13C and C/N indicated that terrestrial sources such as plants and soil organic matter (SOM), were the main sources of the dissolved organic matter (DOM), while particulate organic matter (POM) was mainly derived from aquatic produced material or SOM. There were clear differences in δ13C and C/N of DOM between sampling years, indicating more surficial flow pathways in samples collected earlier in the summer compared to samples collected later in the summer. The δ13C of POM was correlated with water temperatures and topography, showing that tributaries with origin in mountainous areas in general had soil derived POM and lower water temperatures, while tributaries from lowland areas had higher water temperatures and more influence of aquatic sources. We suggest that this pattern is probably due to differences in water flow pathways. Shifts in export of NOM from drainage areas underlain by permafrost will likely be dependent of spatial changes in hydroclimate and the depth of the active layer in a warming climate.

Abstract [sv]

Områden med permafrost uppskattas vara en av de största terrestra reservoarerna av kol. I ett varmare klimat förväntas transporten av kol till floder och hav förändras i dessa områden på grund av permafrostavsmältning, vilket i sin tur kan öka erosionen, förändra flödesvägar för vatten och dessutom öka utsläppen av växthusgaser. Stora mängder av det kol som transporteras från den terrestra miljön till floderna existerar i form av naturligt organiskt material (NOM). Lena flodens avrinningsområde i nordöstra Sibirien, som huvudsakligen består av kontinuerlig permafrost, är den flod som bidrar med mest NOM till Arktiska havet. Denna studie presenterar ett rumsligt dataset gällande NOM och inkluderar koncentration och stabila isotoper (δ13C) av löst (DOC) och partikulärt organiskt kol (POC) samt kol-kvävekvoter (C/N) från 77 provtagningsstationer i Lenafloden och dess biflöden. Proverna samlades in under två fältsäsonger: juli 2012 och juni 2013.

Resultaten från denna studie visade stora rumsliga variationer i koncentrationer, årlig export och flöden av organiskt kol. Den primära orsaken till dessa variationer var varierande vattenflöden och topografiska skillnader. δ13C och C/N indikerade att det lösta organiska materialets (DOM) huvudkällor var av terrestert ursprung, såsom vegetation och organiskt material i marken (SOM), medan det partikulära organiska materialet (POM) huvudsakligen kom från akvatiskt producerat material eller från SOM. Det var tydliga skillnader i δ13C and C/N i DOM mellan de olika provtagningsåren, vilket indikerade mer ytliga flödesvägar i de prover som samlats in tidigare under sommaren gentemot de prover som samlats in senare. δ13C i POM korrelerade med vattentemperatur och topografi vilket visade att bifloder från bergsområden generellt hade lägre vatten temperaturer och POM med markursprung, medan bifloder från låglänta områden hade högre vattentemperaturer och mer inflytande av akvatiska källor. Vi föreslår att dessa mönster beror på skillnader i flödesvägar. Förändringar i NOM-export från avrinningsområden i permafrostområden beroende på en klimatuppvärming kommer troligen styras av rumsliga förändringar i hydroklimat och det aktiva lagrets djup.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: Department of Geological Sciences, Stockholm University , 2016. , 62 p.
Keyword [en]
organic carbon, DOC, POC, organic matter, NOM, DOM, POM, Lena River
Keyword [sv]
organsikt kol, DOC, POC, organiskt material, NOM, DOM, POM, Lenafloden
National Category
Geochemistry
Research subject
Geochemistry
Identifiers
URN: urn:nbn:se:su:diva-130764OAI: oai:DiVA.org:su-130764DiVA: diva2:933218
Opponent
Supervisors
Funder
Swedish Research Council, 621-2010-3917Swedish Polar Research Secretariat, SIMO 2011-165Swedish Polar Research Secretariat, SIMO 2012-213
Available from: 2016-10-27 Created: 2016-06-03 Last updated: 2016-10-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

Search in DiVA

By author/editor
Kutscher, Liselott
By organisation
Department of Geological Sciences
Geochemistry

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

Total: 15 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link