Controls on the dynamics of riverine dissolved organic matter: insights from a Mediterranean river network

Abstract

In river networks, dissolved organic matter (DOM) constitutes the major pool of organic carbon, and plays a key role as energy source and modulator of toxic substances availability. In this thesis, Joan P. Casas-Ruiz and collaborators provide new insights into the controls on DOM processing, and into how in-stream reactions and changing DOM sources modulate DOM dynamics in river networks. To attain this, the quantity and composition of DOM were evaluated across a river network throughout a full hydrological year. The results compiled in this thesis pose water residence time as the main regulator of DOM processing, while DOM properties as well as nutrient availability determine the net balance of in-stream degradation and production of DOM. A network-scale analysis identifies a pattern of DOM concentration and chemical diversity with maxima in medium-sized rivers, and the same pattern emerges upon analysis of a global data set. On the basis of these results, this thesis proposes a conceptual framework to comprehend and predict the spatiotemporal dynamics of riverine DOM

La matèria orgànica dissolta (DOM) constitueix la major reserva de carboni orgànic en els sistemes fluvials, on també hi juga un paper clau com a font d'energia i modulador de la disponibilitat de substàncies tòxiques. En aquesta tesi, Joan P. Cases-Ruiz i col•laboradors pretenen identificar els controls de processament DOM, i entendre com la combinació de reaccions in situ i canvis en les fonts de DOM modulen les dinàmiques de la DOM fluvial. Per tal d'assolir-ho, es van evaluar la quantitat i composició de la DOM en una xarxa fluvial al llarg d'un any hidrològic complet. Els resultats recopilats en aquesta tesi assenyalen el temps de residència de l'aigua com el principal regulador de processament de la DOM, mentre que les propietats intrínsiques de la DOM, així com la disponibilitat de nutrients determinen el balanç net de degradació i producció de la DOM. Una anàlisi a escala de xarxa fluvial identifica un patró de concentració i diversitat química de la DOM amb màxims en els rius de mida mitjana. En base a aquests resultats, aquesta tesi proposa un marc conceptual per comprendre i predir les dinàmiques espacials i temporals de la DOM fluvial