Seasonal variability in concentration, composition, age, and fluxes of particulate organic carbon exchanged between the floodplain and Amazon river

International audienceThe composition, sources, and age of particulate organic matter were determined in an Amazonian river-floodplain system during rising, high, falling, and low water periods over 7 yr (1999-2006), and a mass balance for total organic carbon (dissolved and particulate) was estimated. The Curuai floodplain, composed of several temporally interconnected lakes, is permanently connected to the Amazon River via channels. Organic matter (OM) is imported to the floodplain from the Amazon River mainly during the rising water period and produced in the floodplain and exported to the river during high and falling water periods. No significant exchanges occurred during low water periods. The OM produced in the floodplain is characterized by low C/N ratios and by high chlorophyll a concentrations (Chl-a). The δ13C signature has a seasonal trend, with more negative δ13C values during the high water period than other periods. Δ14C results indicate that the bulk OM present in floodplain lakes is predominantly post-bomb (i.e., post-1950). Particulate organic carbon (POC) and dissolved organic carbon (DOC) fluxes exported by the Curuai floodplain represent 1.3% and 0.1%, respectively, of the POC and DOC annual fluxes in the mainstem Amazon River at Óbidos but may reach up to 3.3% and 0.8% during falling water. Based on Δ14C, δ13C, Chl-a, and elemental analysis of the particulate organic matter, we demonstrate that floodplain lakes have intense phytoplankton and macrophyte primary production, which is partly exported to the main river channel. Floodplains are thus a significant source of modern and labile organic carbon to the river mainstem, where it can be rapidly degraded and recycled back to the atmosphere

ACUMULAÇÃO DE CARBONO EM LAGOS AMAZÔNICOS COMO INDICADOR DE EVENTOS PALEOCLIMÁTICOS E ANTRÓPICOS

Land biota is regarded as a natural sink for atmospheric carbon. Tropical forests have an important role in this assimilation, but little is known about the role of continental aquatic systems in the process of carbon sequestration and its relationship with paleoclimatic changes. The objective of the present article is to bring together the main studies with Amazon lakes in order to highlight the participation of aquatic systems in the local accumulation of carbon and the participation of human-made and paleoclimatic changes in the Amazon in different time scales. Three different lake systems were analysed: the lowland lakes of Santa Ninha and Acarabixi, which are respectively directly influenced by the hydrological cycles of Amazon and Negro rivers, and some lakes that are isolated from the effects of the dynamics of Amazon rivers (which despite their little size play an important role in understanding the local palaeoclimatic processes). Records from the following locations were addressed: lake Pata (Amazon), lake Caracarana (Roraima), lake CSN N4 Carajas (Pará), and a lake over a flooded field at Humaita (Amazon). As an example of a system under anthropogenic influence, a dam in a region of intense alternate land usage at Alta Floresta (Mato Grosso) was studied. The past environmental conditions and their effect over the way the different Amazon river ecosystems work nowadays were estimated using a number of palaeoenvironmental indicators: chronological analyses by 210Pb and 14C, organic carbon concentration, C/N ratio, determination of chlorophyll derivates, analysis of the deposition of charcoal particles, 15N and 13C, and accumulation rates of mercury, minerals , and carbon. The lowland lakes Santa Ninha and Acarabixi presented high carbon accumulation rates of over 400g/m2/yr, while the isolated lakes presented lower carbon accumulation rates, records rarely exceeding 20g/m2/yr. carbon accumulation rates between 10580 to 10550cal.yr. B.P. in lake Acarabixi lake were the highest, reaching 462g/ m2/yr, being its peak restricted to a brief period that dis not coincide with the peaks of Varzea of Curuai. The carbon accumulation rate of Acarabixi is similar to the maximum carbon accumulation rate of the artificial barrier in the intense land use change area in Alta Floresta (MT). These data indicate that the different Amazon lake environments are important in the carbon accumulation rates, which may have altered because of the climate changes of the recent millennia.A biota terrestre é considerada como um sumidouro de carbono atmosférico. As florestas tropicais apresentam um importante papel nesta assimilação, porém pouco ainda se sabe sobre o papel dos sistemas aquáticos continentais neste processo de acumulação bem como sua relação com as mudanças paleoclimáticos. Portanto, o objetivo deste artigo consiste em reunir os principais trabalhos realizados em lagos amazônicos, a fim de evidenciar a participação dos sistemas aquáticos amazônicos no acumulo de carbono em função de mudanças paleoclimáticos e antrópicas na Amazônia. Para este estudo foram escolhidos três sistemas lacustres distintos: o primeiro consiste nos lagos de várzea Santa Ninha e Acarabixi, caracterizados por sofrerem influência direta do ciclo hidrológico do Rio Amazonas e Rio Negro respectivamente. O segundo engloba os lagos isolados da dinâmica fluvial amazônica, que apesar de serem pouco extensos em área tem um papel importante no que tange ao entendimento dos processos paleoclimáticos na Amazônia. Foram abordados então os seguintes registros: Lagoa da Pata (AM), Lago Caracarana (RR), Lago CSN N4 Carajas (PA), Lago de campos inundados em Humaitá (AM). Como exemplo de sistema que recebe influência da atividade antrópica foi estudado barragem na região de intensa mudança do uso da terra em Alta Floresta (MT). Através de diferentes indicadores paleoambientais e ambientais (datações dos diferentes ecossistemas fluviais amazônicos por 210Pb e 14C, concentração de carbono orgânico, relação C/N, analise da deposição de partículas de carvão, 13C, 15N, derivados de clorofila, determinação mineralógica, determinação de mercúrio e cálculo de taxas de acumulação de carbono) foram reconstruídas as condições ambientais pretéritas e suas implicações no funcionamento Os lagos de várzea Santa Ninha e Acarabixi apresentaram elevadas taxas de acumulação de carbono, chegando a atingir valores superiores a 400g/m2/ano. Já os lagos isolados apresentaram fluxos mais reduzidos, onde raramente encontraram-se registros que ultrapassaram os 20g/m2/ano. O maior valor de acumulação de carbono foi observado em de barragem em área de intensa mudança do uso da terra em Alta Floresta (MT). A acumulação de carbono alcança o maior fluxo de 433g/m2/ano. Estes dados revelam uma importante participação de diferentes ambientes lacustres amazônicos na acumulação de carbono, que apresentou-se susceptível a alteração climática que ocorreu nos últimos milênios

Reconstituição paleoambiental do Lago Santa Ninha, Várzea do Lago Grande de Curuai, Pará, Brasil Paleoenvironmental reconstruction of an Amazon floodplain lake, Lago Santa Ninha, Varzea do Lago Grande de Curuai, Pará, Brasil

Este estudo teve por objetivo reconstituir as mudanças paleoambientais e paleohidrológicas no baixo Amazonas. Um testemunho de sedimento foi coletado no Lago Santa Ninha, na várzea do Lago Grande de Curuai, localizada na margem direita do Rio Amazonas a aproximadamente 850 km da foz. O teor de água, a granulometria, as datações com carbono 14, os conteúdos de carbono orgânico e nitrogênio total e o isótopo estável do carbono (δ13C) foram utilizados para determinar os processos sedimentares a que o meio esteve submetido. O testemunho estudado possui 270 cm de comprimento que corresponde a um período de 5600 anos cal AP. Este estudo colocou em evidência diferentes ambientes sedimentares: na base do testemunho até 4900 anos cal AP há uma vegetação inundada que foi gradualmente substituida por bancos de gramíneas e por uma planicie com secas sazonais em 4000 anos cal AP até alcançar, desde 600 anos AP as condições atuais deste lago. Estas alterações podem ter ocorrido em decorrência de mudanças no ciclo hidrológico do Rio Amazonas que, por sua vez, também são reflexos de alterações climáticas.Physical, chemical and geochemical characteristics of lacustrine sediments were studied to reconstruct paleohydrologyical control on sedimentation in an Amazonian floodplain. A core was collected at the Lago Grande de Curuai floodplain, in the Santa Ninha Lake, located on the right margin of the Amazon River at 850 km of the estuary. Water content, granulometry, radiocarbon dating, organic carbon, nitrogen content and δ13C were used to characterize the sedimentary processes. The core is 270 cm-long which corresponds to 5600 cal years BP. The core points out different sedimentary environments: flooded vegetation at the base of the core till 4900 cal years BP is substituted by grass banks changing to a floodplain encompassing prolonged annual dryness at 4000 cal years BP. Since 600 cal years BP, the present day Varzea Lake, permanently over flooded, has been installed