Les sols boréaux représentent l’un des plus grands stocks de carbone terrestre à l’échelle globale. Ainsi, l'un des principaux transferts de matière des écosystèmes terrestres vers les écosystèmes aquatiques concerne le transport du carbone organique. Le carbone organique dissous (COD) joue un rôle crucial dans les cycles du carbone des systèmes aquatiques boréaux, reliant les écosystèmes terrestres et aquatiques. Il constitue une source d'énergie pour les micro-organismes présents dans le sol et dans l'eau. La matière organique dissoute (MOD) dans les lacs et les sols présente diverses compositions influencées par leur source et leur temps de résidence. Elle se compose principalement de matière organique allochtone caractérisée par des composés résistants de type humique et de matière organique autochtone contenant des composés facilement dégradables de type protéique. Les processus biogéochimiques le long du continuum terre-eau boréal influencent le cycle global du carbone et, par conséquent, le climat de la Terre. Les zones riveraines (ZR) constituent des passages critiques pour le transport hydrologique latéral de la matière organique dans les écosystèmes boréaux, facilitant la connexion entre les puits de matière organique terrestres et aquatiques. Les sols riches en matières organiques des ZR sont des processeurs biogéochimiques importants dans les bassins versants, influençant considérablement la concentration et la composition de la matière organique le long du continuum terre-eau. Malgré notre compréhension du budget de carbone dans les écosystèmes terrestres et aquatiques, la transformation de la MOD le long du gradient terre-eau, en particulier aux interfaces terre-eau, demeure mal comprise.. Dans notre étude portant sur 16 bassins versants des bassins des rivières La Romaine et Eastmain des régions de la Côte-Nord et de la Baie James, respectivement, nous avons déterminé la concentration, la composition et la réactivité de la MOD dans des compartiments clés des bassins versants: le sol forestier, la ZR, les cours d'eau et les lacs. Nous avons observé des différences significatives dans la concentration et la variabilité du COD entre les compartiments du bassin versant (forêt, ZR, ruisseau, lac). Dans l'ensemble, il y a eu une diminution des concentrations et de la variabilité du COD des milieux terrestres aux milieux aquatiques, accompagnée de changements prononcés lors du passage dans la ZR. Nos recherches ont révélé le rôle central des interfaces terre-eau sur les transformations quantitatives et qualitatives de la MOD. Les diminutions rapides des concentrations totales de COD et des
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proportions de COD dégradable pendant le passage vers les cours d'eau indiquent des pertes immédiates se produisant soit dans les cours d'eau eux-mêmes, soit par dégradation dans la ZR. Cependant, nous avons observé une présence relativement persistante de MOD d'origine terrestre dans de multiples compartiments du bassin versant. En outre, nos résultats montrent des concentrations élevées de MOD de type protéique dans les échantillons de la forêt et de la ZR, ce qui permet de mieux comprendre les sources de la MOD potentiellement terrestres de type protéique. En résumé, notre recherche met en lumière la dynamique complexe de la MOD le long des continuums terre-eau, en fournissant des informations qui améliorent notre compréhension de ces éléments vitaux au sein des écosystèmes aquatiques. / A considerable portion of the Earth's carbon is stored within boreal soils. Thus, one of the predominant transfers of mass from terrestrial to aquatic ecosystems involves the movement of organic carbon. Dissolved organic carbon (DOC) is a crucial contributor to the carbon cycles of boreal aquatic systems, linking land and water ecosystems and representing an energy source for microorganisms in both soil and water. Dissolved organic matter (DOM) in lakes and soil embodies diverse compositions influenced by their source and residence time. It predominantly consists of allochthonous DOM characterized by resistant humic-like compounds and autochthonous DOM featuring easily degradable, protein-like compounds. The biogeochemical processes along the boreal land-water gradient influence the global carbon cycle and, consequently, the Earth's climate. The riparian zones (RZ) act as critical passages for lateral hydrological transport of DOM within boreal ecosystems, facilitating the connection between diverse terrestrial DOM pools and stream DOM pools. The organic-rich soils in RZ, highlighted as biogeochemical hotspots in watersheds, significantly influence the concentration and composition of DOM along the land-water continuum. Despite our grasp of carbon budgets in terrestrial and aquatic ecosystems, the processing of DOM along the land-water gradient, particularly at land-water interfaces, remains unclear. In our study across 16 watersheds in the "La Romaine" and "Eastmain" catchments, we identified the concentration, composition, and reactivity of DOM in key watershed compartments: forest soil, RZ, streams, and lakes. We observed significant distinctions in DOM concentration and variability across watershed compartments (forest, RZ, stream, lake). Overall, there was a decrease in DOC concentrations and variability from land to aquatic environments, accompanied by abrupt shifts as it passed through the RZ. Our research revealed the pivotal role of land-water interfaces on both the quantitative and qualitative changes observed in DOM. The rapid declines in total DOC concentrations and degradable DOC proportions during the transition to streams indicate immediate losses occurring either within the streams themselves or through degradation within the RZ. However, we observed a relatively persistent presence of terrestrially derived DOM in multiple compartments within the watershed. Additionally, our finding shows high concentrations of protein-like DOM in forest and RZ samples, providing insights into the probable terrestrial sources of protein-like DOM elements. In summary, our research illuminates
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the complex dynamics of DOM along land-water continua, enhancing our understanding our comprehension of these vital elements within aquatic ecosystems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/33452 |
| Date | 01 1900 |
| Creators | Chokhachi Baradaran, Sepideh |
| Contributors | Lapierre, Jean-François, Guillemette, François |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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