Suivi des flux de carbone organique dissous au-delà du cercle polaire arctique

Résultats scientifiques

Aux hautes latitudes, les flux de carbone des écosystèmes terrestres vers les écosystèmes aquatiques sont affectés par la dégradation du pergélisol. Une collaboration franco-russe a permis d’instrumenter l’exutoire de la Rivière Graviyka, site suivi par les scientifiques russes depuis 1936. En utilisant un proxi optique, un suivi pluri-annuel et à haute fréquence temporelle de la concentration en carbone organique dissous a été mis en place, et a révélé les processus d’exports de carbone fluvial de ce bassin versant impacté par le changement climatique. Les résultats de cette étude sont parus dans la revue Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.

Aux hautes latitudes, le pergélisol – le sol restant gelé deux années consécutives - est un réservoir de carbone considérable. Le changement climatique actuel entraîne une dégradation de ces sols et impacte les flux de carbone organique des écosystèmes terrestres aux écosystèmes aquatiques. Ces processus sont peu connus et en pleine évolution.

Afin de mieux les comprendre, des chercheurs du laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement en France et de l’Institut Melnikov du pergélisol et de l’institut Sukachev de la forêt en Russie ont réhabilité un site suivi depuis 1936 : l’exutoire de la rivière Graviyka, un des affluents le plus septentrional du fleuve Yenisei. En utilisant la fluorescence la matière organique dissoute, ils ont mis en place un suivi in situ à haute fréquence temporelle des concentrations en carbone organique dissous. Ce suivi pluriannuel, unique pour un bassin versant de cette latitude, a permis de mettre en évidence des concentrations élevées en carbone, y compris pendant l’hiver. Les tourbières du bassin versant, actuellement affectées par la dégradation du pergélisol, seraient des contributrices importantes.

Ce suivi continu à haute fréquence a permis de façon unique d’enregistrer et de mettre en évidence des processus spécifiques des bassins versants dominés par le pergélisol, comme la crue d’automne, provoquée par le regel du bassin versant. Si le bassin versant de la Graviyka est clairement et fortement affecté par le changement climatique, comme le démontre l’augmentation significative de la température de l’air ces dernières décennies, il est difficile de prévoir comment ce changement climatique va affecter les processus de transfert de carbone organique dissous dans les prochaines années, ceux-ci intégrant la complexité pédologique, écologique et hydrologique des bassins versants de haute latitude. La poursuite de tels suivis est cruciale pour la compréhension de l’évolution des écosystèmes arctiques sous la pression du changement climatique.

Exutoire de la Rivière Graviyka ne différentes saisons. Bassin versant de la rivière Graviyka.  Crédit photo : L. Gandois. Carte du BV de la Graviyka : N. Tananaev
Exutoire de la Rivière Graviyka ne différentes saisons. Bassin versant de la rivière Graviyka. Crédit photo : L. Gandois. Carte du BV de la Graviyka : N. Tananaev

 

Laboratoire CNRS impliqué

  • Laboratoire d'Ecologie Fonctionnelle et Environnement (Université de Toulouse / CNRS / INPT / UPS)

Objectifs de Développement durable

pictODD

  • Objectif 13 - Mesures relatives à la lutte contre le changement climatique

Ce travail s’inscrit dans l'objectif 13 de Développement durable car il vise à comprendre les rétroactions potentielles des écosystèmes terrestres et aquatiques au changement climatique.

Référence

Seasonality of DOC export from a Russian subarctic catchment underlain by discontinuous permafrost, highlighted by high-frequency monitoring. L. Gandois, N Tananaev, A. Prokushkin, I. Solnyshkin, R. Teisserenc. Journal of Geophysical Research : Biogeosciences. 2021. doi: 10.1029/2020JG006152

Contact

Laure Gandois
Laboratoire d'Ecologie Fonctionnelle et Environnement (Université de Toulouse / CNRS / INPT / UPS)
Catherine Donati
Correspondante communication - Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (CNRS/Univ Toulouse Paul Sabatier/INP Toulouse)