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© 2017. This work is published under http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ (the “License”). Notwithstanding the ProQuest Terms and Conditions, you may use this content in accordance with the terms of the License.

Abstract

Retrogressive thaw slumps (RTS) are permafrost disturbances common on the Fosheim Peninsula, Ellesmere Island, Canada. During the 2013 growing season, three different RTS were studied to investigate the impact on vegetation composition, soil, and growing season net ecosystem exchange (NEE) of CO2 by comparing to the adjacent undisturbed tundra. Eddy covariance and static chamber measurements were used to determine NEE and ecosystem respiration (Re), respectively. Vegetation cover was significantly lower in all active disturbances, relative to the surrounding tundra, and this affected the overall impact of disturbance on CO2 fluxes. Disturbances were characterized by greater Re compared to surrounding undisturbed tundra. Over the mid-growing season (34 days), eddy covariance NEE measurements indicated that there was greater net CO2 uptake in undisturbed versus disturbed tundra. At one site, the undisturbed tundra was a weak net sink (−0.05 ± 0.02 g C m−2 day−1), while the disturbed tundra acted as a weak net source (+0.07 ± 0.04 g C m−2 day−1). At the other site, the NEE of the undisturbed tundra was −0.20 ± 0.03 g C m−2 day−1 (sink), while the disturbed tundra still sequestered CO2, but less than the undisturbed tundra (NEE = −0.05 ± 0.04 g C m−2 day−1). Two of the RTS exhibited average soil temperatures that were greater compared to the surrounding undisturbed tundra. In one case, the opposite effect was observed. All RTS exhibited elevated soil moisture (+14%) and nutrient availability (specifically nitrogen) relative to the undisturbed tundra. We conclude that RTS, although limited in space, have profound environmental impacts by reducing vegetation coverage, increasing wet soil conditions, and altering NEE during the growing season in the High Arctic.

Alternate abstract:

Les glissements rétrogressifs dus au dégel (GRD) sont des perturbations du pergélisol courantes sur la péninsule Fosheim de l'île d’Ellesmere, Canada. Pendant la saison de croissance 2013, on a étudié trois GRD différents afin d’examiner l'impact sur la composition de la végétation, le sol et l'échange net d'écosystème (ÉNÉ) de CO2 de la saison de croissance en comparant à la toundra adjacente non perturbée. La covariance des turbulences et des mesures de chambre statique ont servi à déterminer l’ÉNÉ et la respiration de l'écosystème (Ré), respectivement. La couverture de végétation était significativement moindre dans le cas de toutes les perturbations actives, par rapport à la toundra environnante et ceci a eu une influence sur l'impact global de la perturbation sur des flux de CO2. Les perturbations ont été caractérisées par une plus importante Ré comparée à la toundra environnante non perturbée. Au cours de la pleine saison de croissance (34 jours), les mesures de covariance des turbulences et d’ÉNÉ révélaient qu’il y avait une plus importante assimilation nette de CO2 dans la toundra non perturbée comparativement à celle perturbée. À un site, la toundra non perturbée était un puits net faible (−0,05 ± 0,02 g C m–2 jour–1) tandis que la toundra perturbée était une source nette faible (+0,07 ± 0,04 g C m–2 jour–1). À l'autre site, l’ÉNÉ de la toundra non perturbée était −0,20 ± 0,03 g C m–2 jour–1 (puits) tandis que la toundra perturbée séquestrait toujours le CO2, mais moins que la toundra non perturbée (ÉNÉ = −0,05 ± 0,04 g C m–2 jour–1). Deux des GRD ont affiché des températures moyennes de sol qui étaient plus élevées comparées à la toundra environnante non perturbée. Dans un cas, l'effet opposé a été observé. Tous les GRD ont affiché une humidité de sol élevée (14%) et un apport d’éléments nutritifs important (spécifiquement d'azote) par rapport à la toundra non perturbée. Nous concluons que les GRD, bien que sur une surface restreinte, ont des impacts sur l'environnement en réduisant la couverture de végétation, en augmentant des conditions de sol humide, et changent l’ÉNÉ pendant la saison de croissance dans le Haut-Arctique..

Details

Title
Impacts of active retrogressive thaw slumps on vegetation, soil, and net ecosystem exchange of carbon dioxide in the Canadian High Arctic
Author
Cassidy, Alison E; Christen, Andreas; Greg H.R. Henry
Pages
179–202
Section
Articles
Publication year
2017
Publication date
Jun 2017
Publisher
Canadian Science Publishing NRC Research Press
ISSN
23687460
Source type
Scholarly Journal
Language of publication
English
ProQuest document ID
2886254988
Copyright
© 2017. This work is published under http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ (the “License”). Notwithstanding the ProQuest Terms and Conditions, you may use this content in accordance with the terms of the License.