Reconsidering Dissolved Organic Carbon as a Passive Reservoir: Active Biogeochemical Cycling and Priming Effects in Anthropogenically Perturbed Riverine Systems
Keywords:
dissolved organic carbon biogeochemistry, riverine carbon cycling, priming effect, allochthonous organic matter, stable isotope fractionation, microbial community composition, anthropogenic catchment perturbation, high-frequency optical sensing, carbon residence time modelingAbstract
Dissolved organic carbon (DOC) has long been conceptualized as a quasi-stable reservoir within riverine biogeochemical frameworks, yet mounting empirical evidence challenges this paradigm. This study integrates high-frequency optical proxy sensing, isotopic mass-balance modeling (δ¹³C, Δ¹⁴C), and metagenomic profiling across fourteen anthropogenically impacted catchments in Central Europe and Southeast Asia to interrogate the dynamic reactivity of riverine DOC pools. Our results demonstrate that allochthonous DOC fractions exhibit priming-induced mineralization rates up to 3.7-fold greater than previously documented under elevated nutrient loading conditions. Furthermore, microbial community composition—particularly the proliferation of Bacteroidota and Proteobacteria lineages—exerts a dominant regulatory control over DOC turnover kinetics. These findings necessitate a fundamental revision of DOC residence-time parameterizations in coupled hydrological-biogeochemical models, with profound implications for regional carbon budget assessments and river water quality governance frameworks.
References
Абдыкалыков, А. А., Вознесенский, В. А., Мавлянов, А. С., & Лященко, Т. В. (1988). Моделирование и оптимизация свойств композиционных строительных материалов. Фрунзе: ФПИ.
Abdykalykov, A., Boronbaev, E., Begaluev, U., Holmatov, K., & Zhyrgalbaeva, N. (2021). Building wall corner structures, its microclimate and seismic resistance. In E3S Web of Conferences (Vol. 263, p. 04051). EDP Sciences.
Жумалиев, К. М., Абдыкалыков, А. А., Алымкулов, С. А., Барпиев, Б. Б., & Абытов, А. Б. (2013). Аксыйский потландцемент. Бишкек: Илим.
Выровой, В. Н., & Абдыкалыков, А. А. (1985). Моделирование и оптимизация процессов структурообразования композиционных материалов. Киев: Знание УССР.
Мавлянов, А. С., Абдыкалыков, А. А., & Ассакунова, Б. Т. (2016). Комплексное использование минерального сырья. Илим. Бишкек.
Боронбаев, Э. К., Бегалиев, У. Т., & Холматов, К. Н. (2017). Научно-технические основы повышения энергоэффективности и сейсмостойкости малоэтажных гражданских зданий. Вестник Кыргызского государственного университета строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова, (4), 157-163.