1. Variation of the isotopic composition of dissolved organic carbon during the runoff cycle in the Amazon River and the floodplains
- Author
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Gwenaël Abril, Marc F. Benedetti, Marcela A.P. Pérez, Patricia Moreira-Turcq, Steven Bouillon, Patrick Albéric, Laboratoire « Environnements et Pale ́oenvironnements oce ́aniques et continentaux » (EPOC), CNRS, universite ́ de Bordeaux, 1, avenue des Faculte ́s, 33405 Talence, France, 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), Departamento de Geoquímica, Universidade Federal Fluminense [Rio de Janeiro] (UFF), Géosciences Environnement Toulouse (GET), 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)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), 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 - 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- Subjects
C-13C-12 ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,Floodplain ,[SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes ,Drainage basin ,C4 plant raft ,Runoff cycle ,DOC ,01 natural sciences ,[SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry ,Dissolved organic carbon ,Tributary ,Water cycle ,13C/12C ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,0105 earth and related environmental sciences ,Amazon Basin ,Hydrology ,Total organic carbon ,Global and Planetary Change ,geography ,geography.geographical_feature_category ,010401 analytical chemistry ,15. Life on land ,C-4 plant raft ,0104 chemical sciences ,Macrophyte ,General Earth and Planetary Sciences ,Environmental science ,Spatial variability - Abstract
Given the relative scarcity of stable isotope data on dissolved organic carbon (DOC) in the Amazon Basin, we hypothesized that the variability in DOC sources may be underestimated in such major river basins. To explore the links between the mainstem and tributaries and the floodplain, particular efforts were made during five distinct cruises at different stages of the hydrograph between October 2008 and January 2011, to document the spatial and temporal variation of DOC concentrations and delta C-13-DOC in the central Amazon River system (Brazil). Based on more than 200 data, the spatial and temporal variability of delta C-13-DOC values was found to be larger than previously reported in the same area. Although a small range of variation was observed throughout the hydrological cycle in the upper reach of the studied section (-29.2 to -29.5 parts per thousand in the Rio Negro and -28.7 to -29.0 parts per thousand in the Rio Solimoes), a much larger one (-28.0 to -34.6 parts per thousand) was found in the lower reach of the river, as the proportion of open lakes increased downstream in the floodplains. The low variability in the upper reaches suggests constant and homogeneous DOC sources from upland soils and flooded forest, while lower delta C-13-DOC values recorded in the lower reach mainstem at high and falling waters can be attributed to a greater export of plankton-derived C-13-depleted DOC from flooded lakes. Noteworthy are the higher delta C-13-DOC values measured in the Rio Madeira and the associated flooded lakes (-26.5 to -28.8 parts per thousand, which may reflect the imprint from upland headwaters and a weaker density of flooded forest in the watershed. The higher delta C-13-DOC values observed in the lower reach during low waters are still not fully understood. Floating meadows principally consisting of C-4 macrophytes were found to increase delta C-13-DOC values by similar to 1.5 parts per thousand in their vicinity, but this impact was no longer noticeable at distances of similar to 10 m from the plant rafts. This rather modest C-13-enrichment suggests rapid decomposition and/or dilution of this wetland-derived DOC.
- Published
- 2018
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