Grande différence d'émission de carbone | Pékin Est Sunrise Co., Ltd

Rapports scientifiques volume 5, Numéro d'article : 14248 (2015) Citer cet article

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Les lacs jouent un rôle important dans le cycle global du carbone (C) en enfouissant le C dans les sédiments et en émettant du CO2 et du CH4 dans l'atmosphère. Les forces et le contrôle de ces voies fondamentalement différentes sont donc intéressantes lors de l'évaluation de l'équilibre du carbone continental et de sa réponse aux changements environnementaux. Dans cette étude, basée sur de nouvelles estimations à haute résolution en combinaison avec des données de la littérature, nous montrons que les ratios annuels émissions/enfouissement sont généralement dix fois plus élevés dans les lacs boréaux que dans les lacs subarctiques-arctiques. Ces résultats suggèrent des différences majeures dans le cycle du C des lacs entre les biomes, car les lacs des régions boréales plus chaudes émettent plus et stockent relativement moins de C que les lacs des régions arctiques plus froides. Ces effets sont d'une importance majeure pour la compréhension des rétroactions climatiques sur la fonction puits de C continental – source aux hautes latitudes. Si les prédictions du réchauffement climatique et de l'expansion vers le nord du biome boréal sont correctes, il est probable que l'augmentation des émissions de C des lacs de haute latitude contrecarrera en partie l'augmentation présumée de la capacité de puits de carbone terrestre aux hautes latitudes.

L'un des grands défis de notre époque est de comprendre la dynamique des gaz à effet de serre afin d'évaluer son effet sur le changement climatique1. Pour comprendre le système climatique, il faut connaître les effets climatiques sur le cycle global du C, y compris l'ampleur et le contrôle des diverses sources et puits dans les systèmes couplés terre-eau-atmosphère. Les régions de haute latitude présentent un intérêt particulier dans un scénario de réchauffement climatique futur, car l'augmentation de la température de l'air de surface devrait être amplifiée vers les hautes latitudes du nord où les écosystèmes sensibles peuvent subir des changements importants et exercer de forts effets de rétroaction sur le système climatique2. Il est maintenant clair que les systèmes aquatiques ont une importance majeure dans le cycle du C, étant considérés comme de grandes sources atmosphériques de CO2 et de CH43,4. À l'échelle mondiale, les émissions des lacs dépassent l'exportation latérale continentale de carbone et représentent environ 20 % de la séquestration de CO2 dans les océans3,4,5. Simultanément, il a été reconnu que les eaux intérieures enfouissent des quantités importantes de C dans les sédiments où il s'accumule sur des échelles de temps géologiques6,7,8. L'enfouissement de C organique dans les sédiments des eaux intérieures est trois fois plus élevé que l'enfouissement dans les sédiments océaniques, ce qui rend les sédiments des eaux intérieures comparables aux stocks de C des tourbières du nord, des sols et de la biomasse combinés et constitue le deuxième au troisième plus grand réservoir de C dans les environnements nordiques6, 7,8. Aux latitudes élevées, les lacs couvrent une partie importante de la superficie terrestre5,9,10. Par exemple, les latitudes de 60° à 69° N contiennent 24 % de la superficie mondiale des lacs9, ce qui fait des lacs du nord des composants importants du cycle mondial du carbone10.

Malgré leur importance dans le cycle global du C, les connaissances sur les émissions de C des lacs du Nord par rapport aux taux d'enfouissement sont médiocres. Bien que l'on sache que les lacs boréaux sont généralement plus sursaturés en CO2 que les lacs subarctiques-arctiques11, très peu d'études sur le terrain ont quantifié l'enfouissement et l'échange atmosphérique simultanément dans les lacs du Nord pour une comparaison croisée entre les biomes. En particulier, la compréhension de l'équilibre émissions-enfouissement dans les lacs subarctiques-arctiques représente un point faible dans la littérature (voir Informations supplémentaires) qui empêche les comparaisons interzones climatiques avec, par exemple, les lacs boréaux12. Dans cette étude, nous combinons de nouvelles mesures détaillées des émissions annuelles de C ainsi que de l'enfouissement annuel de C dans six lacs subarctiques et arctiques du nord de la Suède avec des données de la littérature pour comparer ces flux entre les biomes.

Les émissions annuelles totales de C (CO2 + CH4) des lacs subarctiques étudiés variaient entre 5 et 54 g C m−2 an−1. Dans l'ensemble, les émissions de C étaient dominées par le CO2 qui représentait plus de 90 % des émissions annuelles totales de C dans tous les lacs sauf un, où les émissions de CO2 étaient faibles et le CH4 représentait 40 % des émissions annuelles de C. Le CO2 et le CH4 dissous accumulés pendant l'hiver sous la glace et libérés lors de la débâcle constituaient entre 7 et 80 % des émissions annuelles. L'enfouissement de C a varié entre 5 et 25 g C m−2 an-1. Nous n'avons pu détecter aucune perte de masse significative dans aucun des échantillons de sédiments après acidification, ce qui indique une accumulation négligeable de C inorganique dans les sédiments de nos lacs échantillonnés.

Nos données originales combinées aux taux d'émission annuels de C et aux taux d'enfouissement des sédiments pour les lacs individuels d'études publiées précédemment (au total 89 lacs boréaux et 10 lacs subarctiques et arctiques, voir le tableau S4 dans les informations supplémentaires) montrent clairement que le rapport moyen des émissions à l'enfouissement était substantiellement plus élevée (F1,97 = 94,9, P < 0,001) dans les lacs boréaux (34 ± 37; moyenne ± écart-type) que dans les lacs subarctiques – arctiques (2,4 ± 1,7; moyenne ± écart-type). Conformément aux conclusions de Kortelainen et al.12, nous avons trouvé une faible relation linéaire entre les émissions de carbone et les taux d'enfouissement dans les lacs boréaux (R2 = 0,27, P < 0,001). De plus, nos données suggèrent qu'une relation linéaire (R2 = 0,62, P = 0,007) se produit également dans les systèmes subarctiques - arctiques, mais là, la pente de régression est moins abrupte (F95,96 = 58,3, P < 0,001) par rapport aux lacs boréaux. en raison d'un faible rapport émissions/enfouissement (Fig. 1). En incluant également les estimations d'émissions et d'enfouissement disponibles dérivées de lacs distincts (tableaux S2 et S3) dans l'analyse, nos résultats révèlent que les lacs boréaux ont des émissions de C significativement plus élevées que les lacs subarctiques et arctiques (F1 143 = 29,7, P < 0,001, Fig. 2a), tandis que les taux d'enfouissement du C sont comparables d'un biome à l'autre (Fig. 2b). Même si notre étude est basée sur des données recueillies à partir d'un nombre limité de lacs, nos résultats sont soutenus par d'autres études qui ont trouvé des différences similaires dans les pressions partielles de CO2 entre les biomes11.

Relations linéaires entre les émissions de carbone appariées et l'enfouissement des sédiments dans les lacs boréaux (cercles vides) et subarctiques-arctiques (carrés), avec les intervalles de confiance de régression à 95 % (en ombrage rouge).

Les carrés noirs représentent les nouvelles données recueillies dans cette étude. Les carrés gris et les cercles vides représentent les données de la littérature, compilées pour cette étude. L'encart montre les différences dans les ratios émissions/enfouissement pour le même ensemble de données (F1,97 = 94,9, ***P < 0,001). La case correspond aux 25e et 75e centiles, tandis que les moustaches indiquent les 5e et 95e centiles. Le carré correspond à la moyenne arithmétique et la ligne horizontale à la médiane. Les valeurs aberrantes sont indiquées par des croix. Toutes les sources de données sont répertoriées dans les informations complémentaires (tableau S4).

Données publiées et données de cette étude montrant (a) des émissions de C déviantes (F1 143 = 29,7, ***P < 0,001) mais (b) aucune différence significative dans l'enfouissement du C dans les sédiments entre les lacs boréaux et subarctiques-arctiques. Des données d'émission et d'enfouissement appariées et séparées sont utilisées. La case correspond aux 25e et 75e centiles, tandis que les moustaches indiquent les 5e et 95e centiles. Le carré correspond à la moyenne arithmétique et la ligne horizontale à la médiane. Les valeurs aberrantes sont indiquées par des croix. Toutes les sources de données sont répertoriées dans les informations complémentaires (tableaux S2 et S3).

Les différences constantes entre les lacs boréaux et subarctiques-arctiques indiquent que le rapport émission de C:enfouissement est lié aux caractéristiques spécifiques du biome des lacs. L'émission et l'enfouissement de C sont intimement liés, car l'augmentation des émissions de C peut avoir un effet direct et contraire sur le taux d'apport de sédiments en C7. Un ratio émission/enfouissement moyen différent pour les lacs de différentes régions, comme on le voit dans notre étude (Fig. 1), n'est donc pas surprenant mais implique que la répartition du C dans les lacs peut être prédite à partir de leur biome actuel à une étendue qui n'a pas été envisagée auparavant. Nos résultats sont basés sur une étude comparative, mais les connaissances limnologiques actuelles peuvent être utilisées pour décrypter les mécanismes les plus probables à l'origine des différences systématiques des rapports émission/enfouissement entre les régions boréales et subarctiques – arctiques. La productivité terrestre et l'exportation latérale de C organique sont plus élevées dans la région boréale que dans les régions subarctiques et arctiques13,14,15,16. Les eaux généralement plus colorées et riches en C organique qui en résultent dans les lacs boréaux par rapport aux lacs subarctiques et arctiques sont connues pour améliorer la respiration hétérotrophe du C organique terrestre et pour supprimer la fixation du CO214,17 dans le lac et ainsi entraîner une production nette relative plus élevée de CO2 et les émissions de carbone dans les lacs boréaux par rapport aux lacs subarctiques et arctiques15,16. Les températures de l'eau plus élevées dans les lacs boréaux stimulent davantage les taux de respiration hétérotrophe et donc les pertes de CO218,19, tandis que l'effet positif du réchauffement sur la fixation du CO2 devrait être plus faible car la fixation est souvent limitée par de mauvaises conditions d'éclairage ou la disponibilité des nutriments20,21. Les différences régionales dans la disponibilité des éléments nutritifs (p. ex. azote et phosphore) doivent avoir une importance secondaire pour les modèles observés, étant donné que les niveaux généralement plus élevés d'éléments nutritifs dans les lacs boréaux stimulent la fixation du CO2 et la production nette de l'écosystème. Cela diminuerait plutôt la production nette de CO212,17,21 et augmenterait l'accumulation de C dans les sédiments, c'est-à-dire un modèle opposé à ce que nous avons trouvé. Par conséquent, une émission de carbone plus élevée par rapport à l'enfouissement dans les lacs boréaux, en raison d'une eau plus colorée et plus chaude par rapport aux systèmes subarctique et arctique, semble rationnelle. Le rapport des émissions à l'enfouissement ne peut donc pas être supposé constant, mais présente plutôt des différences prononcées entre les biomes, vraisemblablement liées aux caractéristiques des bassins versants contrôlés par le climat, telles que la température de l'eau et l'exportation terrestre de matière organique. Bien que difficile, une compréhension mécaniste ferme du climat et du contrôle du captage de la fonction puits de C - source de l'écosystème lacustre nécessite une expérimentation à long terme et à grande échelle22.

Les résultats de cette étude sont importants pour l'évaluation du rôle des lacs dans l'équilibre du carbone continental. Le bassin arctique montre actuellement un bilan négatif de C de 63 Tg C an−1 23 et la mise à l'échelle de nos résultats à la région arctique entre 63 ° et 90 ° N (voir informations supplémentaires) montre qu'actuellement, les lacs seuls sont des sources atmosphériques d'environ 30 ± 30 Tg C an−1 ; par conséquent, une augmentation du rapport émissions/enfouissement a la capacité de modifier considérablement l'équilibre du C de l'ensemble de l'Arctique. Les modèles climatiques prévoient systématiquement une augmentation des températures24, des saisons de croissance prolongées24 et une expansion vers le nord du couvert d'arbres et d'arbustes à l'échelle panarctique25,26,27. Une expansion des conditions climatiques prévalant actuellement dans le biome boréal vers l'Arctique transformerait une partie importante des lacs subarctiques et arctiques actuels en lacs plus chauds et plus colorés14,15,28. Nos données suggèrent que cela conduirait à une forte augmentation des émissions de carbone du lac alors qu'aucune augmentation des taux d'enfouissement ne peut être attendue. Si l'on tient également compte des émissions plus élevées de CH4 des lacs boréaux et de son fort potentiel de forçage à effet de serre, nous suggérons que ces effets agissent pour contrecarrer l'augmentation potentielle de la capacité de puits de carbone terrestre qui suit potentiellement un climat plus chaud3,29,30. En même temps, il existe des différences mineures dans les pressions partielles de CO2 entre les lacs boréaux et tempérés froids11, indiquant de petits changements dans les émissions des lacs suite à une régression vers le sud du biome boréal. Compte tenu de l'importance des systèmes aquatiques pour l'équilibre continental du C aux hautes latitudes5,16,31, nos résultats révèlent donc une rétroaction climatique imprévue à long terme ; que la séquestration terrestre du C soit favorisée ou non par le climat futur, la réponse directe et indirecte des lacs à une expansion du biome boréal affaiblit le puits de C intérieur du nord. Nous concluons donc que la compréhension des fonctions puits-source des lacs sera essentielle pour prédire le futur cycle du C aux hautes latitudes.

L'étude a été réalisée dans six lacs subarctiques situés dans le bassin versant de Stordalen, au nord de la Suède (68°N, 19°E), en 2010 (Fig. S1). Le bassin versant de 15 km2 comprend un terrain de toundra alpine dominé par des bruyères et des arbustes nains (par exemple Empetrum hermaphroditum, Vaccinium sp. et Betula nana) à haute altitude (770–600 m d'altitude) et un terrain subalpin à basse altitude (360–600 m d'altitude). ) couverte de forêts de bouleaux de montagne (Betula pubescens ssp. Czerepanovii) et de tourbières (sphaignes ou arbustes à éricacées dans les parties tourbières et ériophores dans les parties marécageuses) Le bassin versant est situé dans la zone de pergélisol discontinu32 et les tourbières contiennent des zones de palse33. La température annuelle moyenne de l'air pour 2000–2009 était de 0,6 ± 0,4 °C et les mois les plus froids et les plus chauds étaient février (−9,5 ± 3,1 °C) et juillet (12,5 ± 1,2 °C), respectivement. La précipitation totale annuelle moyenne pour la même période était de 340 ± 56 mm. Toutes les données climatologiques ont été enregistrées à la station scientifique d'Abisko, en Suède. Des informations générales sur les lacs sont données dans le tableau S1.

Les zones des lacs ont été obtenues en numérisant une orthophoto (résolution de 1 m pixel) à l'aide du progiciel Arc GIS 9.3.1 (ESRI, US). Les volumes des lacs ont été déterminés à partir d'interpolations de mesures de profondeur GPS et d'échosondeur intégrées (m52i, Lowrance, États-Unis) et de points de rivage choisis au hasard à partir de l'orthophoto à partir d'une valeur de profondeur de 0 m. Au total, 2733 points ont été utilisés pour les interpolations répartis sur 6 lacs (entre 115 et 1370 points par lac selon la taille du lac). La profondeur et les volumes hivernaux ont été déterminés par soustraction des volumes de glace recouvrant les lacs. Les interpolations ont été effectuées dans le progiciel d'analyse géostatistique Arc GIS 9.3.1 en utilisant la méthode de krigeage ordinaire. Les profondeurs maximales ont été confirmées par des mesures manuelles des profondeurs.

La pression partielle de CO2 a été mesurée toutes les heures à partir d'un radeau, à 0,5 m sous la surface, dans la partie la plus profonde de chaque lac, tout au long de la saison sans glace en 2010. Nous avons utilisé des transmetteurs de dioxyde de carbone Vaisala CARBOCAP GMT 222 (Vaisala Oyj., Finlande ) des analyseurs de gaz infrarouges (IRGA) tels que décrits par Johnson et al.34. Les mesures des flux de CH4 ont été réalisées à l'aide de chambres flottantes35. Deux types de chambres ont été utilisés dans chaque lac, un type qui recueille le flux total (flux d'ébullition et de diffusion) de CH4 et un type avec un bouclier sous-marin empêchant les chambres de recueillir les bulles de CH4. Les mesures ont été effectuées pendant deux périodes de 48 h chaque mois de juin à août. Les chambres (12 à 22 par lac selon la taille du lac) ont été disposées en transects afin de couvrir toutes les différentes zones de profondeur. Deux chambres de mesures de flux diffusifs ont été placées dans chaque lac étudié dont une dans la zone la plus profonde et l'autre dans les eaux peu profondes. La température a été mesurée à des intervalles de dix minutes par des enregistreurs de température HoBo (Onset Computer Cooperation, États-Unis) dans tous les exutoires du lac pendant la saison sans glace. De plus, des échantillons instantanés d'eau (pour les analyses de CO2, CH4, DIC et DOC) ont été prélevés dans chaque lac avant et après la débâcle de tous les lacs. Lorsque les lacs étaient recouverts de glace, des échantillons ont été prélevés à trois endroits (profondeur, intermédiaire et faible profondeur) et à chaque endroit, nous avons échantillonné à 0,5 m sous la glace, à 0,5 m au-dessus de la surface des sédiments (si la profondeur totale dépassait 3 m) et à mi-chemin du fond (si la profondeur totale dépasse 4,5 m) ou bien seulement échantillonné à deux profondeurs. Pour plus de détails, voir Karlsson et al.36.

Tous les échantillons de CH4 et de DIC ont été analysés dans l'espace de tête à l'aide d'un chromatographe en phase gazeuse (Clarus 500, Perkin Elmer Inc.) selon Lundin et al.37. Les échantillons instantanés pour pCO2 de l'eau ont été mesurés avec une technique d'équilibre de l'espace de tête38, en utilisant un analyseur de gaz infrarouge (EGM 4, PP-systems Inc., US). Le COD a été analysé après filtration (filtre stérile 0,45 μm, Filtropur S, Sarstedt AG & Co., Allemagne) et acidification (100 μL 20% HCl à 50 mL filtrat) par oxydation catalytique à haute température (HTCO) à l'aide d'un Shimadzu TOC-V CPH analyseur (Shimadzu Corporation, Japon).

Les sorties des IRGA Vaisala ont été corrigées pour la température et la pression selon Johnson et al.34. Les valeurs corrigées ont ensuite été calibrées par rapport aux gaz standard mesurés pour chaque ensemble individuel d'IRGA et d'enregistreur. Des mesures de gaz standard ont été effectuées avant et après la saison sur le terrain (R2 = 0,999). La concentration de CO2 dans l'eau a été calculée à partir des pressions partielles en utilisant la loi de Henry, connaissant la dépendance à la température de la constante de Henry (Kh), la température de la solution et la relation volumique entre les phases liquide et gazeuse39.

Nous avons estimé le flux diffusif de CO2 en quantité de mouvement entre la surface de l'eau et l'atmosphère, en utilisant la loi de Fick et les vitesses de piston dépendantes du vent données par Cole et Caraco40. La vitesse du vent a été mesurée (emplacement indiqué sur la Fig. S1) avec un anémomètre à ultrasons (Metek USA-1 ; METEK Gmbh., Allemagne), installé à 7,5 m au-dessus du sol41.

Les flux de CH4 dans les chambres flottantes ont été calculés selon Bastviken et al.35. Parfois, le flux d'ébullition calculé dépassait le flux de diffusion, c'est-à-dire que les concentrations dans la chambre étaient supérieures à la concentration d'équilibre dans l'eau, ce qui entraîne une absorption de CH4. Dans ces cas, les flux ont été estimés par des calculs de bilan massique linéaire.

Les émissions de CO2 de la saison sans glace ont été calculées comme le produit des flux et de la superficie du lac intégrés au fil du temps. Les émissions de CH4 ont été calculées en tant que produit des flux spatiaux moyens et des superficies des lacs intégrés au fil du temps. La saison sans glace des lacs a été intégrée à partir du jour où la première eau libre a été observée (21 mai) jusqu'au moment où tous les lacs étaient recouverts de glace (22 octobre), ce qui donne une saison sans glace estimée à 154 jours. Les émissions de CO2 et de CH4 lors de la débâcle dans les six lacs échantillonnés ont été déterminées comme la différence de quantité de CO2 et de CH4 entre l'occasion d'échantillonnage sous la glace de printemps et le premier échantillonnage en eau libre après la débâcle36. Seuls les lacs d'une profondeur maximale supérieure à 1,5 m ont été supposés accumuler des gaz pendant la saison hivernale puisque les lacs moins profonds gèlent solidement pendant les hivers.

Les carottes de sédiments ont été prélevées en avril 2011 (cinq lacs) et 2013 (un lac) à partir de la glace de lac à l'aide d'un carottier gravitaire HTH-Kajak (Pylonex Termokonsult, Suède)42. Au total, nous avons prélevé dix carottes, réparties entre les six lacs en fonction de la taille et de la morphologie des lacs. Toutes les carottes de sédiments ont été sectionnées directement sur le terrain en tranches de 1 cm, transférées dans des conteneurs en polypropylène (4K 100, Nolato Cerbo AB, Suède), puis ramenées au laboratoire dans la même journée et stockées congelées à -20 oC. Tous les échantillons ont été lyophilisés, broyés à la main et homogénéisés avant l'analyse.

La teneur en C des sédiments a été mesurée à l'aide d'un analyseur élémentaire Carlo Erba EA 1108 (installation d'isotopes stables Davis de l'Université de Californie, Davis, Californie) et pour un lot de sédiments à l'aide d'un analyseur COT IL550 (Hach-Lange, GmbH, Allemagne). Nous avons déterminé la teneur en C inorganique (carbonates) dans les sédiments comme la perte de masse après fumigation acide43.

L'établissement de la chronologie et de la vitesse de sédimentation des sédiments s'est appuyé sur la datation au 210Pb. Cette technique utilise la distribution verticale du 210Pb en excès ou non soutenu (T1/2 = 22,3 ans) pour établir des chronologies exactes et précises des dépôts sédimentaires accumulés au cours des 100 à 150 dernières années44,45. Les activités du 210Pb ont été déterminées en mesurant les activités de sa petite-fille 210Po, supposée être en équilibre séculaire avec son nucléide parent dans l'échantillon de sédiment. Les analyses de 210Po ont été réalisées selon la méthodologie décrite par Sanchez-Cabeza et al.46 qui consiste en la dissolution complète des échantillons aliquotes par digestion aux micro-ondes et son dépôt sur des disques d'argent. L'isotope 209Po a été utilisé comme traceur pour la détermination du rendement. Les sources de Po ont été comptées à l'aide de détecteurs de particules chargées en silicium à implantation d'ions Ortec (US) ULTRA-AS (modèle U-020-450-AS). L'excès de 210Pb a été évalué en soustrayant les activités de 210Pb en profondeur du 210Pb total.

Les taux d'enfouissement des sédiments ont été déterminés à l'aide du modèle Flux constant - Sédimentation constante (CF:CS)47, appliqué à partir des profondeurs des sédiments où l'activité du 210Pb a diminué de façon monotone avec l'augmentation de la profondeur (≥2,5 cm de profondeur). Notamment, cette sélection génère des estimations des taux de sédimentation dans les sédiments plus anciens et fournit ainsi des taux représentatifs des apports aux couches de sédiments où la décomposition progresse à un rythme très lent48. Les taux d'enfouissement à long terme du C ont été calculés en multipliant les taux d'enfouissement présumés des sédiments par la concentration mesurée de C de chaque carotte. Une seule carotte avait estimé des inventaires de 210Pb supérieurs à 2,2 kBq m−2, un inventaire observé pour les carottes de tourbe de la tourbière de Stordalen49 indiquant que ; i) l'effet de la focalisation des sédiments sur les taux d'enfouissement estimés était faible ; ii) la correction de la focalisation des sédiments augmenterait les taux d'enfouissement du C pour la plupart des carottes. Les taux d'enfouissement du C présentés dans l'étude, qui n'ont pas été corrigés pour la focalisation des sédiments, sont donc des estimations conservatrices pour la plupart des carottes.

Nous avons compilé des données répertoriées et tracées à partir d'articles de revues publiés et évalués par des pairs et de rapports gouvernementaux. Les données tracées ont été compilées à l'aide du logiciel gratuit Plot Digitizer 2.6.4 (www.plotdigitizer.sourceforge.net). Nous avons compilé des données distinctes sur les émissions annuelles (tableau S2) et l'enfouissement des sédiments (tableau S3), mais également des données appariées (tableau S4). Nous avons défini les lacs boréal ou subarctique – arctique en nous basant sur la définition de Callaghan et al.50. Les lacs situés à la frontière entre les milieux tempéré et boréal ou situés dans des zones fortement influencées par les activités agricoles n'ont pas été pris en compte. Par conséquent, nous n'avons pas sélectionné de données provenant de lacs situés dans le nord des États-Unis (à l'exception de l'Alaska) ou dans le sud de la Scandinavie. De plus, étant donné qu'une respiration significative des sédiments se produit dans le premier cm supérieur des sédiments, les estimations d'enfouissement du C dans les sédiments non corrigées pour cela pourraient être largement surestimées51. Ainsi, nous n'avons pas inclus les estimations d'enfouissement de C basées uniquement sur le premier cm supérieur. S'il existait plusieurs estimations pour le même lac et que la qualité du travail était considérée comme égale, l'estimation la plus récente a été utilisée.

Les différences entre les données d'émission et d'enfouissement de C subarctique - arctique et boréal de la littérature répertoriée (tableaux S2 et S3) ont été testées par des ANOVA à une voie. Les différences entre les rapports d'émissions: enfouissement appariés subarctiques - arctiques et boréaux (nouvelles données et publications précédentes, au total 89 lacs boréaux et 10 lacs subarctiques - arctiques, voir le tableau S4) et sa dépendance de la taille des lacs ou des concentrations de COD ont été testées par ANCOVA. Nous avons testé les pentes de régression (Fig. 1) par ANCOVA. Nous avons effectué des transformations logarithmiques lorsque cela était nécessaire pour obtenir des distributions normales. Tous les tests de variance statistique ont été effectués dans le logiciel open source RStudio 0.97.316 (RStudio Inc, US). Nous avons estimé les flux actuels de C dans les lacs situés entre 63° et 90° N en multipliant la superficie totale des lacs52 par les valeurs d'émission moyennes pour les lacs subarctiques et arctiques (tableau S2). Nous exprimons tous nos résultats sous forme de moyennes arithmétiques ± écarts-types, sauf indication contraire.

Comment citer cet article : Lundin, EJ et al. Grande différence dans les bilans émissions-enfouissement de carbone entre les lacs boréaux et arctiques. Sci. Rep. 5, 14248; doi : 10.1038/srep14248 (2015).

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Nous remercions M. Becher, E. Geibrink, A. Jonsson, D. Karlsson, T. Logan, P. Rodriguez et T. Westin pour leur aide sur le terrain et en laboratoire. En outre, nous remercions la station de recherche scientifique d'Abisko (Suède) pour avoir fourni des données climatologiques et T. Christensen avec M. Heliasz pour avoir partagé les données de vent de Stordalen. Nous remercions également R. Holden et EJ Krab pour leurs commentaires linguistiques sur le manuscrit et S. Sobek pour leurs commentaires sur une première version du manuscrit. Cette étude a été soutenue financièrement par le Conseil suédois de la recherche (dnr. 621-385 2008-4390).

Département des sciences de l'environnement et de chimie analytique (ACES), Université de Stockholm, Stockholm, SE-106 91, Suède

EJ Lundin

Département d'écologie et des sciences de l'environnement, Université d'Umeå, Umeå, SE-90187, Suède

J. Klinder & C. Olid

Département d'études thématiques - Changement environnemental, Université de Linköping, Linköping, SE-58183, Suède

D. Bastviken

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SV Hansson

EcoLab, CNRS, Castanet Tolosan, 31326, France

SV Hansson

Centre de recherche sur les impacts climatiques (CIRC), Département d'écologie et des sciences de l'environnement, Université d'Umeå, Abisko, SE-981 07, Suède

EJ Lundin & J. Karlsson

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EJL et JKA ont conçu l'étude et formé l'idée conceptuelle. Les mesures de flux de gaz ont été menées par EJL Les carottages de sédiments ont été effectués par EJL, SVH et JKl Les calculs de flux de CO2 ont été effectués par EJLEJL et DB a analysé les données de flux de CH4. JKl et CO ont daté les carottes de sédiments. JKl, CO et EJL ont calculé les taux d'inhumation. Les analyses statistiques ont été effectuées par EJLEJL a rédigé la majeure partie du manuscrit avec des contributions majeures de JKA, JKl et DBSVH et CO a commenté le manuscrit.

Les auteurs déclarent une absence d'intérêts financiers en compétition.

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Lundin, E., Klaminder, J., Bastviken, D. et al. Grande différence dans les émissions de carbone - bilans d'enfouissement entre les lacs boréaux et arctiques. Sci Rep 5, 14248 (2015). https://doi.org/10.1038/srep14248

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Reçu : 14 avril 2015

Accepté : 21 août 2015

Publié: 15 septembre 2015

DOI : https://doi.org/10.1038/srep14248

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