Come Rain, Come Shine: Peatland Carbon Dynamics Shift Under Extreme Precipitation

Autor: Anna Sytiuk, Vincent Moulia, Janna M. Barel, Samuel Hamard, Vincent E. J. Jassey
Přispěvatelé: Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] (LBE), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages (UMR G-EAU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Fondation pour la Recherche sur la Biodiversite which acted in cooperation with the French Agency for Biodiversity (AFB), and its partners (FRB-www.fondationbiodiversite.fr), ANR-17-CE01-0007,MIXOPEAT,Repenser le cycle du carbone des tourbières : identifier le rôle des protistes mixotrophes dans la pompe à carbone biologique(2017), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), 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)-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 - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Frontiers in Environmental Science
Frontiers in Environmental Science, Frontiers, 2021, 9, ⟨10.3389/fenvs.2021.659953⟩
Frontiers in Environmental Science, 2021, 9, ⟨10.3389/fenvs.2021.659953⟩
Frontiers in Environmental Science, Vol 9 (2021)
ISSN: 2296-665X
DOI: 10.3389/fenvs.2021.659953⟩
Popis: Precipitation patterns are becoming increasingly extreme, particularly at northern latitudes. Current climate models predict that this trend will continue in the future. While droughts have been repeatedly studied in many ecosystems over the last decades, the consequences of increasingly intense, but less frequent rainfall events, on carbon (C) cycling are not well understood. At northern latitudes, peatlands store one third of the terrestrial carbon and their functioning is highly dependent on water. Shifts in rainfall regimes could disrupt peatland C dynamics and speed-up the rates of C loss. How will these immense stocks of C be able to withstand and recover from extreme rainfall? We tested the resistance and resilience effects of extreme precipitation regimes on peatland carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) fluxes, pore water dissolved organic carbon (DOC) and litter decomposition rates by exposing intact peat cores to extreme, spring-time rainfall patterns in a controlled mesocosm experiment. We find that more intense but less frequent rainfall destabilized water table dynamics, with cascading effects on peatland C fluxes. Decomposition and respiration rates increased with a deeper mean water table depth (WTD) and larger WTD fluctuations. We observed similar patterns for CO2 uptake, which were likely mediated by improved vascular plant performance. After a three-week recovery period, CO2 fluxes still displayed responses to the earlier WTD dynamics, suggesting lagged effects of precipitation regime shifts. Furthermore, we found that CH4 emissions decreased with deeper mean WTD, but this showed a high resilience once WTD dynamics stabilised. Not only do our results illustrate that shifting rainfall patterns translate in altered WTD dynamics and, consequentially, influence C fluxes, they also demonstrate that exposure to altered rainfall early in the growing season can have lasting effects on CO2 exchange. Even though the increased CO2 assimilation under extreme precipitation patterns signals peatland resistance under changing climatic conditions, it may instead mark the onset of vascular plant encroachment and the associated C loss.
Databáze: OpenAIRE
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