Seasonal differences in the CO2 exchange of a short-hydroperiod Florida Everglades marsh

Although wetlands are among the world's most productive ecosystems, little is known of long-term CO2 exchange in tropical and subtropical wetlands. The Everglades is a highly managed wetlands complex occupying >6000 km2 in south Florida. This ecosystem is oligotrophic, but extremely high rates of productivity have been previously reported. To evaluate CO2 exchange and its response to seasonality (dry vs. wet season) in the Everglades, an eddy covariance tower was established in a short-hydroperiod marl marsh. Rates of net ecosystem exchange and ecosystem respiration were small year-round and declined in the wet season relative to the dry season. Inundation reduced macrophyte CO2 uptake, substantially limiting gross ecosystem production. While light and air temperature exerted the primary controls on net ecosystem exchange and ecosystem respiration in the dry season, inundation weakened these relationships. The ecosystem shifted from a CO2 sink in the dry season to a CO2 source in the wet season; however, the marsh was a small carbon sink on an annual basis. Net ecosystem production, ecosystem respiration, and gross ecosystem production were −49.9, 446.1 and 496.0 g C m−2 year−1, respectively. Unexpectedly low CO2 flux rates and annual production distinguish the Everglades from many other wetlands. Nonetheless, impending changes in water management are likely to alter the CO2 balance of this wetland and may increase the source strength of these extensive short-hydroperiod wetlands.

Surface Ocean CO2 Atlas (SOCAT) V2

The Surface Ocean CO2 Atlas (SOCAT), an activity of the international marine carbon research community, provides access to synthesis and gridded fCO2 (fugacity of carbon dioxide) products for the surface oceans. Version 2 of SOCAT is an update of the previous release (version 1) with more data (increased from 6.3 million to 10.1 million surface water fCO2 values) and extended data coverage (from 1968-2007 to 1968-2011). The quality control criteria, while identical in both versions, have been applied more strictly in version 2 than in version 1. The SOCAT website (http://www.socat.info/) has links to quality control comments, metadata, individual data set files, and synthesis and gridded data products. Interactive online tools allow visitors to explore the richness of the data. Applications of SOCAT include process studies, quantification of the ocean carbon sink and its spatial, seasonal, year-to-year and longerterm variation, as well as initialisation or validation of ocean carbon models and coupled climate-carbon models.

Long-term biogenic particle fluxes in the Bering Sea and the central subarctic Pacific Ocean

Time-series sediment traps were deployed for five consecutive years in two distinctively different subarctic marine environments. The centrally located subarctic pelagic Station SA (49°N, 174°W; water depth 5406 m) was simultaneously studied along with the marginal sea Station AB (53.5°N, 177°W; water depth 3788 m) in the Aleutian Basin of the Bering Sea. A mooring system was tethered to the sea-floor with a PARFLUX type trap with 13 sample bottles, which was placed at 600 m above the sea-floor at each of the two stations. Sampling intervals were synchronized at the stations, and they were generally set for 20 days during highly productive seasons, spring through fall, and 56 days during winter months of low productivity. Total mass fluxes, which consisted of mainly biogenic phases, were significantly greater at the marginal sea Station AB than at the pelagic Station SA for the first four years and moderately greater for the last year of the observations. This reflects the generally recognized higher productivity in the Bering Sea. Temporal excursion patterns of the mass fluxes at the two stations generally were in parallel, implying that temporal changes in their biological productivity are strongly governed by a large-scale seasonal climatic variability over the region rather than local phenomena. The primary reason for the difference in total mass flux at the two stations stems mainly from varying contributions of siliceous and calcareous planktonic assemblages. A significantly higher opal contribution at Station AB than at Station SA was mainly due to diatoms. Diatom fluxes at the marginal sea station were about twice those observed at the pelagic station, resulting in a very high opal contribution at Station AB. In contrast to the opal fluxes, CaCO3 fluxes at Station AB were slightly lower than at Station SA. The ratios of Corg/Cinorg were usually significantly greater than one in both regions, suggesting that preferentially greater organic carbon from cytoplasm than skeletal inorganic carbon was exported from the surface layers. Such a process, known as the biological pump, leads to a carbon sink which effectively lowers p CO2 in the surface layers and then allows a net flux of atmospheric CO2 into the surface layer. The efficiency of the biological pump is greater in the Bering Sea than at the open-ocean station.

Évolution naturelle des savanes mises en défens à Ibi-village, sur le plateau des Bateke, en République Démocratique du Congo

En République Démocratique du Congo (RDC), les savanes couvrent 76,8 millions d’hectares et constituent le second type d’écosystème après les forêts denses qui représentent 10% des forêts au niveau mondial. Ces formations herbeuses et arbustives offrent des potentialités importantes de séquestration du dioxyde de carbone pouvant contribuer par le fait même à la lutte contre le réchauffement climatique. C’est dans cette optique que se situe cette thèse intitulée « Évolution naturelle de savanes mises en défens à Ibi-village sur le plateau des Bateke en République Démocratique du Congo» dans le cadre du projet puits carbone d’IBI-Bateke. L’objectif général de notre recherche est d’étudier l’évolution naturelle en absence de feu de savanes situées dans des zones climatiques avec précipitations abondantes. Le plateau des Bateke nous a servi d’analyse de cas. Les inventaires floristiques et dendrométriques de la strate arbustive et arborescente de nos dispositifs hiérarchiques, ont permis de suivre ce processus naturel en tenant compte du gradient écologique dans les trois types de formations végétales (îlot forestier, la galerie forestière et la plantation d’Acacia auriculiformis). Nous avons mis en défens des savanes arbustives du plateau des Bateke pour étudier leur évolution naturelle vers une forêt, leur établissement, qualité, régénération forestière et en déterminer le taux de séquestration du carbone à l’aide des équations allométriques de Chave et al. (2005). Nous avons obtenu des valeurs moyennes de 107,477 t/ha de biomasse totale soit 51,05 Mg C/ha dans la galerie forestière, 103,772 t/ha de biomasse totale soit 49,29 Mg C/ha dans l’Îlot forestier, et 22,336 t/ha de biomasse totale soit 10,60 Mg C/ha dans la plantation. La mise en défens a stimulé l’installation des espèces forestières, et par le fait même accéléré la production de biomasse et donc la fixation de carbone. La comparaison de la richesse et la diversité spécifiques de l’Îlot et la galerie montre 22 familles botaniques inventoriées avec 55 espèces dans l’îlot forestier contre 27 familles dont 58 espèces dans la galerie. L’analyse canonique réalisée entre les variables de croissance et les variables environnementales révèle qu’il existe effectivement des relations fortes d’interdépendance entre les deux groupes de variables considérées. Cette méthodologie appropriée à la présente étude n’avait jamais été évoquée ni proposée par des études antérieures effectuées par d’autres chercheurs au plateau des Bateke. Mots Clés : Galerie forestière, Îlot forestier, mise en défens, plantation d’Acacia auriculiformis, reforestation, régénération naturelle, République Démocratique du Congo, savanes.

Paléoécologie d’une tourbière à pergélisol en dégradation du sud des Territoires du Nord-Ouest : implications pour le cycle du carbone

Les tourbières ont contribué à refroidir le climat terrestre pendant l’Holocène en accumulant un réservoir de carbone important. Dans la forêt boréale canadienne, les sols gelés en permanence (pergélisols) sont répandus et ceux-ci sont principalement localisés dans les tourbières où ils forment des plateaux surélevés. Le dégel du pergélisol, causé entre autres par le réchauffement atmosphérique ou d’autres perturbations, provoque l’effondrement des plateaux et la saturation en eau du sol ce qui modifie entre autres le couvert végétal et le cycle du carbone. Les modélisations suggèrent que les latitudes nordiques seront les plus affectées par le réchauffement climatique alors qu’on y observe déjà un recul du couvert du pergélisol. Il est primordial de comprendre comment le dégel du pergélisol affecte la fonction de puits de carbone des tourbières puisque des rétroactions sur le climat sont possibles si une grande quantité de gaz à effet de serre est émise ou séquestrée. J’utilise une chronoséquence représentant le temps depuis le dégel d’un plateau de pergélisol des Territoires du Nord-Ouest pour comprendre les facteurs influençant l’aggradation et la dégradation du pergélisol dans les tourbières et évaluer l’effet du dégel sur l’accumulation de carbone et la préservation du carbone déjà accumulé. Les taux d’accumulation de carbone associés à la présence de pergélisol dans le passé et au présent sont lents, et la tourbe est moins décomposée dans les secteurs ayant été affectés plus longtemps par le pergélisol. En somme, le pergélisol réduit l’accumulation de carbone en surface mais permet une meilleure préservation du carbone déjà accumulé.

Paléoécologie d’une tourbière à pergélisol en dégradation du sud des Territoires du Nord-Ouest : implications pour le cycle du carbone

Les tourbières ont contribué à refroidir le climat terrestre pendant l’Holocène en accumulant un réservoir de carbone important. Dans la forêt boréale canadienne, les sols gelés en permanence (pergélisols) sont répandus et ceux-ci sont principalement localisés dans les tourbières où ils forment des plateaux surélevés. Le dégel du pergélisol, causé entre autres par le réchauffement atmosphérique ou d’autres perturbations, provoque l’effondrement des plateaux et la saturation en eau du sol ce qui modifie entre autres le couvert végétal et le cycle du carbone. Les modélisations suggèrent que les latitudes nordiques seront les plus affectées par le réchauffement climatique alors qu’on y observe déjà un recul du couvert du pergélisol. Il est primordial de comprendre comment le dégel du pergélisol affecte la fonction de puits de carbone des tourbières puisque des rétroactions sur le climat sont possibles si une grande quantité de gaz à effet de serre est émise ou séquestrée. J’utilise une chronoséquence représentant le temps depuis le dégel d’un plateau de pergélisol des Territoires du Nord-Ouest pour comprendre les facteurs influençant l’aggradation et la dégradation du pergélisol dans les tourbières et évaluer l’effet du dégel sur l’accumulation de carbone et la préservation du carbone déjà accumulé. Les taux d’accumulation de carbone associés à la présence de pergélisol dans le passé et au présent sont lents, et la tourbe est moins décomposée dans les secteurs ayant été affectés plus longtemps par le pergélisol. En somme, le pergélisol réduit l’accumulation de carbone en surface mais permet une meilleure préservation du carbone déjà accumulé.