Experimental evidence that organo-mineral interactions regulate dissolved organic matter bioavailability across permafrost landscapes of the western Canadian Arctic
Notice bibliographique
Résumé
The fate of permafrost-origin dissolved organic carbon shapes northern food webs and affects regional and global carbon balances. Substantial variation in Arctic landscapes, and therefore the composition of permafrost sediments, challenges our ability to predict this fate, constraining both knowledge of local-scale effects and upscaling exercises. The western Canadian Arctic is a diverse permafrost landscape shaped by the advance and recession of the Laurentide Ice Sheet, ground ice preservation and development, climate variability, and past thaw and reworking of materials. These factors give rise to significant variation in responses to freshwater dissolved organic carbon (DOC) concentrations and dissolved organic matter (DOM) composition to permafrost thaw. Regional observations of decreased DOC concentrations and increased DOM susceptibility to biodegradation in thaw-impacted fluvial networks suggest that organo-mineral interactions may regulate DOC bioavailability by “protecting” DOM from biodegradation. However, the potential for the formation of organo-mineral interactions in thawed permafrost-affected sediments and their variability across permafrost sediment types is not well understood. Using batch sorption experiments, we assessed sorption potential, water-extractable DOC concentration, and the impact of sorption on DOM composition of six different permafrost sediment types common across the western Canadian Arctic. Sediment biogeochemistry and sorption properties were influenced by geological origin, with increased variation associated with past thaw. Sorption coefficients were positively correlated with organo-reactive forms of Al and Fe and negatively with sediment pH. While all sediment samples showed evidence of DOC sorption, yedoma from the Klondike region had lower sorption coefficients than sediments from regions previously glaciated by the Laurentide Ice Sheet. Exposure to thawed permafrost sediment enabled preferential sorption of larger, humic-like organic compounds and displacement of mineral-bound small, aliphatic molecules, thereby enriching the DOM pool with more bioavailable compounds. Shifts in DOM composition resulted in a corresponding increase in biodegradation. Our experiments demonstrate that organo-mineral interactions are likely to decrease DOC concentration while increasing DOM bioavailability of freshwater ecosystems in response to permafrost thaw, but the strength of this response will vary both across and within landscapes of the permafrost region.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».