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Methane dynamics of a northern boreal beaver pond

1999; Taylor & Francis; Volume: 6; Issue: 4 Linguagem: Francês

10.1080/11956860.1999.11682548

2376-7626

Alice Dove, Nigel T. Roulet, P. M. Crill, Jeffrey P. Chanton, Richard A. Bourbonniere,

Peatlands and Wetlands Ecology

AbstractAbstractThe production, oxidation, and transport of methane (CH4) from a boreal beaver pond were measured during the ice-free period in order to explain the observed flux of CH4 between the pond and the atmosphere. The study pond was located in the northern study area (NSA) of the Boreal Ecosystem Atmosphere Study (BOREAS), near Thompson, Manitoba. Three pathways transported the CH4 produced in the rich, organic anaerobic sediments. In order of importance they were: bubble flux (ebullition), diffusion, and plant transport. The water-air flux of CH4 was related to windspeed and sediment temperature, whereas the bubble flux also showed a degree of synchronicity with changes in atmospheric pressure and water level. By mid-June the storage of CH4 in the sediments reached a quasi steady-state, and production minus oxidation approximated the water-air exchange. Since the dominant pathway of ebullition is little affected by oxidation, the mean unit area flux of CH4 for the vegetated and open portions of the beaver pond (155 and 320 mg CH4 m−2day−1) were larger than the flux observed in most wetlands of the NSA. CH4 in bubbles from vegetated sites was significantly enriched in 13C and significantly depleted in 2H relative to bubbles from open water sites, consistent with a shift in methane production mechanism from acetate fermentation to CO2 reduction for the vegetated and unvegetated sites, respectively. The radiocarbon content of methane was not different between the two types of sites (114.7 ± 4.2pMC, vegetated versus 108.1± 6.5pMC, open water).RésuméLa production, l'oxydation et le transport du méthane (CH4) ont été mesurés dans un étang à castors, durant la saison sans gel, afin d'expliquer l'échange observé de CH4 entre l'étang et l'atmosphère. L'étang étudié est situé dans la partie septentrionale de l'aire d'étude du projet des interactions atmosphère - écosystème boréal (BOREAS), près de Thompson, Manitoba. Le CH4, produit dans les sédiments riches, organiques et anaérobies, est transporté de trois façons soit, en ordre d'importance, par le relâchement de bulles (ébullition), par diffusion et par transport via les plantes. L'échange entre l'eau et l'atmosphère du CH4 est relié à la vitesse du vent et à la température des sédiments, alors que le flux de bulles présente un degré de synchronisme avec les changements dans la pression atmosphérique et le niveau d'eau. À la mi-juin, l'accumulation de CH4 dans les sédiments a pratiquement atteint un niveau d'équilibre et la production moins l'oxidation équivaut plus ou moins au taux d'échange entre l'eau et l'atmosphère. L'ébullition, principal mode de circulation du méthane, est peu affecté par l'oxydation. De ce fait, les unités moyennes de surface du flux de CH4 pour les portions végétalisées et aquatiques de l'étang à castors (155 et 320 mg CH4 m−2jour−1) sont plus élevées que les unités observées dans la plupart des milieux humides de l'aire d'étude de BOREAS. Le CH4 sous forme de bulles dans les sites végétalisés est significativement enrichi de 13C et très pauvre en 2H par rapport au méthane des sites d'eau libre. Ce constat va de pair avec un changement dans le mécanisme de production de méthane de la fermentation d'acétate à une réduction de CO2 respectivement dans les sites avec végétation et sans végétation. Le contenu du méthane en radiocarbone n'est pas différent entre les deux types de sites (114,7 ± 4,2 pMC, végétation versus 108,1 ± 6,5 pMC, eau libre).Keywords: MethaneBeaver pondsEbullitionSediment gas productionOxidationMots-clés: MéthaneÉtangs à castorsÉbullitionProduction de gaz dans les sédimentsOxydation