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Dynamics of dissolved organic matter in brown-water streams and potential impact on global carbon cycling
Barbara Behounek
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Tom Battin
DOI
10.25365/thesis.29910
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30030.96057.911064-5
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In den meisten Süßgewässern hängt der Kohlenstoffkreislauf stark von terrestrischem gelösten organischen Material (DOM) ab. Zahlreiche Studien in der nördlichen Hemisphäre zeigten einen Anstieg von DOM Export von terrestrischen Systemen in Süßwasser-Systeme auf, was eine Braunfärbung („browning“) dieser Gewässer verursacht. Der Einfluss von Änderungen in DOM Quantität und Qualität auf ökosystemare Funktionen und den globalen Kohlenstoffkreislauf bleibt unsicher.
In dieser Arbeit führte ich Degradationsexperimente in 20 Braunwasser-Bächen 1. Ordnung im Böhmischen Massiv (Österreich) durch, wo Nadelwald und Moore die Landschaft dominieren. Hochauflösende Absorptions- und Fluoreszenzmessungen wurden genutzt um DOM-Eigenschaften und Dynamiken zu analysieren. Exzitations-Emissions-Matrizen (EEMs) wurden mithilfe paralleler Faktorenanalyse (PARAFAC) modelliert.
Die Resultate heben die Bedeutung huminstoff-artiger terrestrischer Komponenten in den untersuchten Bächen hervor. Während der Assays bewirkte die mikrobielle Verarbeitung von DOM eine Verschiebung der DOM Eigenschaften von ursprünglich terrestrisch zu gesteigertem mikrobiellen Einfluss mit frisch produziertem DOM. Die Intensität der Qualitätsänderung steigt mit der Intensität der terrestrischen Signatur des DOM, was die Bedeutung von importiertem DOM für den Metabolismus der Bäche hervorhebt. Ein größerer Anteil terrestrischen Materials reduzierte die mikrobielle Kohlenstoff-Nutzungseffizienz (carbon use efficiency, CUE) und trägt daher zu potenzieller CO2-Ausgasung dieser Bäche bei. Diese Erkenntnisse könnten zu einem besseren Verständnis der Mechanismen, denen der Kohlenstoffkreislauf unterliegt, beitragen, insbesondere in Anbetracht der beobachteten Zunahme terrestrischen Kohlenstoff-Imports in Süßgewässer.
Abstract
(Englisch)
In most inland waters carbon cycling substantially depends on terrestrial dissolved organic matter (DOM). Several studies in the northern hemisphere revealed an increase in DOM export from terrigenous to freshwater systems, causing a “browning” of the receiving waters. Yet, the impact of changes in DOM quantity and quality on ecosystem functioning and global carbon cycling remains uncertain.
Here, I conducted biodegradation experiments in 20 first-order brown-water streams in the Bohemian Massif, Austria, where land use is dominated by coniferous forest and peatland. High-resolution absorbance and fluorescence measurements were used to investigate DOM properties and dynamics. Excitation-emission matrices (EEMs) were modeled by parallel factor analysis (PARAFAC).
The results highlight the dominance of humic-like terrigenous components in the investigated streams. During the assay microbial reworking of DOM caused a shift of DOM chemical properties from an initially terrestrial towards an increasing microbial imprint with freshly produced DOM. The intensity of changes in DOM quality increased along with an initial imprint of terrigenous DOM, emphasizing the role of imported DOM for in-stream metabolism. A higher degree of terrigenous material lowered microbial carbon use efficiency (CUE) and therefore contributed to potential CO2 evasion in the study streams. These findings may contribute to a better understanding of mechanisms underlying carbon cycling in streams, especially considering observed increases in terrigenous organic carbon import into freshwater systems.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
dissolved organic matter DOC carbon cycle browwater streams mikrobial metabolism CO2 carbon dioxide carbon use efficiency
Schlagwörter
(Deutsch)
gelöstes organisches Material DOC Kohlenstoffkreislauf Braunwasser Bäche mikrobieller Metabolismus CO2 Kohlendioxid Kohlenstoffnutzungseffizienz
Autor*innen
Barbara Behounek
Haupttitel (Englisch)
Dynamics of dissolved organic matter in brown-water streams and potential impact on global carbon cycling
Paralleltitel (Deutsch)
Dynamik gelösten organischen Materials in Braunwasser-Bächen und potentieller Einfluss auf den globalen Kohlenstoffkreislauf
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
44 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Tom Battin
Klassifikation
42 Biologie > 42.93 Limnologie
AC Nummer
AC11094073
Utheses ID
26674
Studienkennzahl
UA | 066 | 833 | |