Published February 4, 2016
| Version v1
Publication
Open
Fate of terrestrial organic carbon and associated CO<sub>2</sub> and CO emissions from two Southeast Asian estuaries
Creators
- 1. University of Bremen
- 2. Leibniz Centre for Tropical Marine Research
- 3. Fahrenheit (Germany)
- 4. Universität Hamburg
- 5. Swinburne University of Technology Sarawak Campus
- 6. Universiti Malaysia Sarawak
- 7. GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel
Description
Abstract. Southeast Asian rivers convey large amounts of organic carbon, but little is known about the fate of this terrestrial material in estuaries. Although Southeast Asia is, by area, considered a hotspot of estuarine carbon dioxide (CO2) emissions, studies in this region are very scarce. We measured dissolved and particulate organic carbon, as well as CO2 partial pressures and carbon monoxide (CO) concentrations in two tropical estuaries in Sarawak, Malaysia, whose coastal area is covered by carbon-rich peatlands. We surveyed the estuaries of the rivers Lupar and Saribas during the wet and dry season, respectively. Carbon-to-nitrogen ratios suggest that dissolved organic matter (DOM) is largely of terrestrial origin. We found evidence that a large fraction of this carbon is respired. The median pCO2 in the estuaries ranged between 640 and 5065 µatm with little seasonal variation. CO2 fluxes were determined with a floating chamber and estimated to amount to 14–268 mol m−2 yr−1, which is high compared to other studies from tropical and subtropical sites. Estimates derived from a merely wind-driven turbulent diffusivity model were considerably lower, indicating that these models might be inappropriate in estuaries, where tidal currents and river discharge make an important contribution to the turbulence driving water–air gas exchange. Although an observed diurnal variability of CO concentrations suggested that CO was photochemically produced, the overall concentrations and fluxes were relatively moderate (0.4–1.3 nmol L−1 and 0.7–1.8 mmol m−2 yr−1) if compared to published data for oceanic or upwelling systems. We attributed this to the large amounts of suspended matter (4–5004 mg L−1), limiting the light penetration depth and thereby inhibiting CO photoproduction. We concluded that estuaries in this region function as an efficient filter for terrestrial organic carbon and release large amounts of CO2 to the atmosphere. The Lupar and Saribas rivers deliver 0.3 ± 0.2 Tg C yr−1 to the South China Sea as organic carbon and their mid-estuaries release approximately 0.4 ± 0.2 Tg C yr−1 into the atmosphere as CO2.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة: تنقل أنهار جنوب شرق آسيا كميات كبيرة من الكربون العضوي، ولكن لا يُعرف سوى القليل عن مصير هذه المادة الأرضية في مصبات الأنهار. على الرغم من أن جنوب شرق آسيا، حسب المنطقة، تعتبر نقطة ساخنة لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في مصبات الأنهار (CO2)، إلا أن الدراسات في هذه المنطقة نادرة للغاية. قمنا بقياس الكربون العضوي المذاب والجسيمي، بالإضافة إلى الضغوط الجزئية لثاني أكسيد الكربون وتركيزات أول أكسيد الكربون (CO) في اثنين من مصبات الأنهار الاستوائية في ساراواك، ماليزيا، التي تغطي مناطقها الساحلية أراضي خثية غنية بالكربون. قمنا بمسح مصبات نهري لوبار وساريبا خلال موسم الأمطار والجفاف على التوالي. تشير نسب الكربون إلى النيتروجين إلى أن المادة العضوية الذائبة (DOM) هي إلى حد كبير من أصل أرضي. وجدنا أدلة على أن جزءًا كبيرًا من هذا الكربون يتم تنفسه. تراوح متوسط pCO2 في مصبات الأنهار بين 640 و 5065 ميكرومتر مع اختلاف موسمي طفيف. تم تحديد تدفقات ثاني أكسيد الكربون بحجرة عائمة وتقدر بنحو 14–268 مول م-2 سنة-1، وهو مرتفع مقارنة بالدراسات الأخرى من المواقع الاستوائية وشبه الاستوائية. كانت التقديرات المستمدة من نموذج الانتشار المضطرب الذي تحركه الرياح أقل بكثير، مما يشير إلى أن هذه النماذج قد تكون غير مناسبة في مصبات الأنهار، حيث تساهم تيارات المد والجزر وتصريف الأنهار مساهمة مهمة في الاضطرابات التي تدفع تبادل الغاز بين الماء والهواء. على الرغم من أن التباين اليومي الملحوظ لتركيزات أول أكسيد الكربون يشير إلى أن أول أكسيد الكربون تم إنتاجه كيميائيًا ضوئيًا، إلا أن التركيزات والتدفقات الإجمالية كانت معتدلة نسبيًا (0.4–1.3 نانومول لتر −1 و 0.7-1.8 ملليمول متر − 2 سنة−1) إذا قورنت بالبيانات المنشورة للأنظمة المحيطية أو الصاعدة. لقد عزينا ذلك إلى الكميات الكبيرة من المادة المعلقة (4-5004 مجم L-1)، مما يحد من عمق اختراق الضوء وبالتالي يثبط الإنتاج الضوئي لثاني أكسيد الكربون. وخلصنا إلى أن مصبات الأنهار في هذه المنطقة تعمل كمرشح فعال للكربون العضوي الأرضي وتطلق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. يوصل نهرا لوبار وساريبا 0.3 ± 0.2 تيراغرام من الكربون في السنة-1 إلى بحر الصين الجنوبي ككربون عضوي وتطلق مصباتهما الوسطى حوالي 0.4 ± 0.2 تيراغرام من الكربون في السنة-1 في الغلاف الجوي كثاني أكسيد الكربون.Translated Description (French)
Résumé. Les rivières d'Asie du Sud-Est transportent de grandes quantités de carbone organique, mais on sait peu de choses sur le sort de ce matériau terrestre dans les estuaires. Bien que l'Asie du Sud-Est soit, par région, considérée comme un point chaud des émissions de dioxyde de carbone (CO2) des estuaires, les études dans cette région sont très rares. Nous avons mesuré le carbone organique dissous et particulaire, ainsi que les pressions partielles de CO2 et les concentrations de monoxyde de carbone (CO) dans deux estuaires tropicaux du Sarawak, en Malaisie, dont la zone côtière est couverte de tourbières riches en carbone. Nous avons étudié les estuaires des rivières Lupar et Saribas pendant la saison humide et la saison sèche, respectivement. Les rapports carbone-azote suggèrent que la matière organique dissoute (MOD) est en grande partie d'origine terrestre. Nous avons trouvé des preuves qu'une grande partie de ce carbone est respirée. Le pCO2 médian dans les estuaires variait entre 640 et 5065 µatm avec peu de variation saisonnière. Les flux de CO2 ont été déterminés avec une chambre flottante et estimés à 14-268 mol m−2 an−1, ce qui est élevé par rapport à d'autres études sur des sites tropicaux et subtropicaux. Les estimations dérivées d'un modèle de diffusivité turbulente simplement éolienne étaient considérablement plus faibles, indiquant que ces modèles pourraient être inappropriés dans les estuaires, où les courants de marée et le débit des rivières apportent une contribution importante à la turbulence entraînant l'échange de gaz eau-air. Bien qu'une variabilité diurne observée des concentrations de CO suggère que le CO a été produit photochimiquement, les concentrations et les flux globaux étaient relativement modérés (0,4-1,3 nmol L−1 et 0,7-1,8 mmol m−2 an−1) par rapport aux données publiées pour les systèmes océaniques ou de remontée d'eau. Nous avons attribué cela aux grandes quantités de matières en suspension (4-5004 mg L−1), limitant la profondeur de pénétration de la lumière et inhibant ainsi la photoproduction de CO. Nous avons conclu que les estuaires de cette région fonctionnent comme un filtre efficace pour le carbone organique terrestre et libèrent de grandes quantités de CO2 dans l'atmosphère. Les rivières Lupar et Saribas libèrent 0,3 ± 0,2 Tg C an−1 dans la mer de Chine méridionale sous forme de carbone organique et leurs estuaires moyens libèrent environ 0,4 ± 0,2 Tg C an−1 dans l'atmosphère sous forme de CO2.Translated Description (Spanish)
Resumen. Los ríos del sudeste asiático transportan grandes cantidades de carbono orgánico, pero se sabe poco sobre el destino de este material terrestre en los estuarios. Aunque el sudeste asiático se considera, por área, un punto caliente de emisiones estuarinas de dióxido de carbono (CO2), los estudios en esta región son muy escasos. Medimos el carbono orgánico disuelto y particulado, así como las presiones parciales de CO2 y las concentraciones de monóxido de carbono (CO) en dos estuarios tropicales en Sarawak, Malasia, cuya zona costera está cubierta por turberas ricas en carbono. Recorrimos los estuarios de los ríos Lupar y Saribas durante la estación húmeda y seca, respectivamente. Las proporciones de carbono a nitrógeno sugieren que la materia orgánica disuelta (DOM) es en gran parte de origen terrestre. Encontramos evidencia de que una gran fracción de este carbono es respirado. La mediana de pCO2 en los estuarios osciló entre 640 y 5065 µatm con poca variación estacional. Los flujos de CO2 se determinaron con una cámara flotante y se estimaron en 14–268 mol m−2 año−1, que es alto en comparación con otros estudios de sitios tropicales y subtropicales. Las estimaciones derivadas de un modelo de difusividad turbulenta meramente impulsado por el viento fueron considerablemente más bajas, lo que indica que estos modelos podrían ser inapropiados en estuarios, donde las corrientes de marea y la descarga del río hacen una contribución importante a la turbulencia que impulsa el intercambio de gases agua-aire. Aunque una variabilidad diurna observada de las concentraciones de CO sugirió que el CO se produjo fotoquímicamente, las concentraciones y flujos generales fueron relativamente moderados (0.4–1.3 nmol L−1 y 0.7–1.8 mmol m−2 yr−1) en comparación con los datos publicados para sistemas oceánicos o de surgencia. Atribuimos esto a las grandes cantidades de materia suspendida (4-5004 mg L−1), lo que limita la profundidad de penetración de la luz y, por lo tanto, inhibe la fotoproducción de CO. Concluimos que los estuarios de esta región funcionan como un filtro eficiente para el carbono orgánico terrestre y liberan grandes cantidades de CO2 a la atmósfera. Los ríos Lupar y Saribas entregan 0.3 ± 0.2 Tg C año−1 al Mar del Sur de China como carbono orgánico y sus estuarios medios liberan aproximadamente 0.4 ± 0.2 Tg C año−1 a la atmósfera como CO2.Files
bg-13-691-2016.pdf.pdf
Files
(659.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f9d67310c1da8c8a2fee1d89c964051a
|
659.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مصير الكربون العضوي الأرضي وأول أكسيد الكربون المرتبط به <sub> 2 </ sub>وانبعاثات أول أكسيد الكربون من اثنين من مصبات الأنهار في جنوب شرق آسيا
- Translated title (French)
- Fate of terrestrial organic carbon and associated CO< ;sub> ;2</sub> ; and CO emissions from two Southeast Asian estuaries
- Translated title (Spanish)
- Destino del carbono orgánico terrestre y las emisiones asociadas de CO<sub>2 </sub> y CO de dos estuarios del sudeste asiático
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2255815094
- DOI
- 10.5194/bg-13-691-2016
References
- https://openalex.org/W106618051
- https://openalex.org/W130422757
- https://openalex.org/W134641673
- https://openalex.org/W1513196349
- https://openalex.org/W1572543759
- https://openalex.org/W1737288300
- https://openalex.org/W1923968335
- https://openalex.org/W1966897326
- https://openalex.org/W1971266607
- https://openalex.org/W1971454204
- https://openalex.org/W1973043070
- https://openalex.org/W1974709401
- https://openalex.org/W1977956724
- https://openalex.org/W1981957563
- https://openalex.org/W1988305373
- https://openalex.org/W1992696631
- https://openalex.org/W1997439776
- https://openalex.org/W1998138678
- https://openalex.org/W2005153938
- https://openalex.org/W2005218452
- https://openalex.org/W2009793404
- https://openalex.org/W2011563303
- https://openalex.org/W2011647688
- https://openalex.org/W2013983568
- https://openalex.org/W2032076428
- https://openalex.org/W2035067338
- https://openalex.org/W2038577812
- https://openalex.org/W2043211416
- https://openalex.org/W2044197201
- https://openalex.org/W2045598733
- https://openalex.org/W2066735086
- https://openalex.org/W2067841165
- https://openalex.org/W2071612694
- https://openalex.org/W2076901722
- https://openalex.org/W2081802816
- https://openalex.org/W2085946537
- https://openalex.org/W2090209328
- https://openalex.org/W2094300388
- https://openalex.org/W2096271405
- https://openalex.org/W2100468073
- https://openalex.org/W2102477795
- https://openalex.org/W2113641394
- https://openalex.org/W2114992090
- https://openalex.org/W2117438222
- https://openalex.org/W2123638813
- https://openalex.org/W2129407763
- https://openalex.org/W2133136412
- https://openalex.org/W2138388144
- https://openalex.org/W2143859754
- https://openalex.org/W2147434684
- https://openalex.org/W2147706244
- https://openalex.org/W2149932227
- https://openalex.org/W2157033219
- https://openalex.org/W2162741635
- https://openalex.org/W2163430861
- https://openalex.org/W2167528373
- https://openalex.org/W2181700526
- https://openalex.org/W2301220463
- https://openalex.org/W4251692840
- https://openalex.org/W80253376