Dissolved organic carbon in tropical watersheds : Linking field observation and eco-hydrological modelling

Summary, in Swedish

Löst organiskt kol (DOC) är en allmän beteckning på organiskt material upplöst i vatten. DOC är en viktig källa för energi, kol och näring som överförs från markbundna till akvatiska ekosystem. Exporten av DOC till akvatiska ekosystem kan bidra till kolbalansen i markbundna ekosystem och till försämrad vattenkvalitet. Pågående klimat- och markförändringar kommer att påverka både genereringen och transporten av DOC, med implikationer för både markbundna och akvatiska ekosystem. En bedömning av markanvändning och klimatvariationers inverkan på exporten av DOC behöver göras för att bättre kunna hantera ekosystemen. Avrinningsområden är fundamentala för ekosystemets funktion och är därför intressanta för förståelsen för hur de kombinerade effekterna av markanvändning, gröngödsling och klimatvariationer påverkar exporten av DOC. Ett mindre antal studier har utförts för att undersöka hur marktäckning och klimatvariation påverkar DOC men de flesta har genomförts i tempererat klimat och endast få i tropiskt klimat. I denna avhandling har jag fokuserat på hur markanvändning, marktäckning och klimatvariationer har påverkat mobiliseringen och exporten av DOC i Rukarara River Watershed (RRW), Rwanda. Huvudsyftet är att bestämma hur DOC i tropiska avrinningsområden påverkas av växelverkan mellan olika processer för in- och utflöde av kol under varierade klimat- och marktäckningsförhållanden.
Data som har används för denna studie innefattar marktäckningskartor som skapats med utgångspunkt från satellitbilder, daglig temperatur i luft, nederbörd, DEMs, flodens vattennivå och flöde, nettoprimärproduktion (NPP), jordegenskaper som totalt organiskt kol (TOC), total kvävemängd (TN), katjonbyteskapacitet (CEC), aluminium (Al), järn (Fe) samt jordstruktur inom RRW. Fältobservationer har använts för att kvantifiera flodbaserat DOC, extraherbart organiskt kol i markvatten (WEOC), DOC i perkolationsvatten (pDOC) samt urlakat DOC (LDOC) för att beskriva deras rumsliga variation och relationer till ovannämnda faktorer. Statistiska modeller (inklusive linjär och kvadratisk regression, generell linjär modell samt modeller för linear mixed effect) har använts för att förutse DOC inom det studerade området. En ekohydrologisk modell, Regional Hydro-Ecological Simulation System (RHESSys), har använts för att simulera DOC-flöden inom det studerade området. Resultaten från denna studie visar att markanvändning och klimatförändring växelverkar för att skapa jord-WEOC, av vilket en signifikant del har transporterats till bäckar, huvudsakligen genom att rinna över marken, som leder till Rukararafloden. Förlusten av DOC till floden var låg jämfört med NPP i RRW, men kan tänkas påverka funktionen av både mark- och vattenresurser i det studerade området.

• Författare: Fabien Rizinjirabake
• Avdelning/ar: Institutionen för naturgeografi och ekosystemvetenskap
• Publiceringsår: 2019
• Språk: Engelska
• Fulltext: - 4 MB; Download statistics
• Dokumenttyp: Doktorsavhandling
• Förlag: Lund University, Faculty of Science, Department of Physical Geography and Ecosystem Science
• Ämne: Physical Geography
• Nyckelord: Dissolved organic carbon (DOC); Rwanda; Land use land cover variability; Climate variability and change; Rukarara River Watershed; eco-hydrological modelling; field observation
• Status: Published
• Handledare: David Tenenbaum; Petter Pilesjö
• ISBN/ISSN/Övrigt: ISBN: 978-91-985016-2-9; ISBN: 978-91-985016-1-2
• Försvarsdatum: 23 maj 2019
• Försvarstid: 13:00
• Försvarsplats: Pangea auditorium (room 229), Geocentrum II, Sölveg. 12, Lund
• Opponent: Robert F. Chen (Professor)