Linking patterns of freshwater discharge and sources of organic matter within the Río de la Plata estuary and adjacent marshes

Abstract

We investigated carbon isotopic ratios (δ13C) v. carbon to nitrogen (C : N) ratios for surface sediments throughout a large estuarine system (Río de la Plata, RdlP), combined with sediment cores from adjacent marshes to infer main carbon sources. We also evaluated the influence of the El Niño–Southern Oscillation (ENSO) and associated high freshwater-discharge events on the organic-matter transport within the estuary. The isotopic pattern in surface sediments of the RdlP showed the upper reaches to be influenced by riverine particulate matter (δ13C range: –24 to –26‰). Similarly, in the sediment cores from marshes of the upper reaches, δ13C values decreased from –24‰ in ancient sediments to –28‰ in recent sediments, reflecting an increased contribution of organic matter from land, including C3 plants and freshwater phytoplankton, during the past 50 years. However, the lower reaches represent a depositional environment of marine algae (δ13C range: –21 to –23‰), with no influence of detritus from adjacent marshes, indicating minor erosion of the marshes in the lower reaches operating as carbon-sink habitats. Our isotopic analysis showed that the transport and deposition of terrigenous organic matter within the RdlP and adjacent marsh habitat appear to be both temporally and spatially linked to hydrology patterns.

Spatial and Temporal Variation in the Present and Historical Sedimentary Organic Matter Within the Río De La Plata Estuary (South America) in Relation to the Salinity/Turbidity Gradient / Variação Espacial E Temporal Presente E Histórica Da Matéria Orgânica Sedimentar No Estuário Do Río De La Plata (América Do Sul) Em Relação Ao Gradiente De Salinidade / Turbidez

“…On the other hand, SIAR analysis shows CPOM as a main source of SOM in RdlP upper and lower reaches, but also shows a higher contribution of C3 plants in upper reaches than in lower reaches, while phytoplankton contribution increased towards the lower reaches. This agrees with Burone et al (2013) and Bergamino et al (2017) those inferred that the upper reach sediments receive OM mostly from allochthonous sources (freshwater sources and C3 plant detritus) and autochthonous OM was shown to increase towards the lower reaches (marine algae).…”

“…For this purpose, this work integrates recent and historical carbon and nitrogen isotopes (δ 13 C, δ 15 N), C/N ratios, total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), and sediment grain size analyses along the RdlP estuary. Previous studies on the biochemical composition of sediments within the RdlP (Burone et al, 2013;García-Rodríguez et al, 2014;Venturini et al, 2015;Pérez et al, 2017;Bergamino et al, 2017;Bueno et al, 2018) have been undertaken mainly focusing on the estuarine/marine section or consisted of one single survey. To fill this gap, we investigated temporal and spatial variations using data of three surveys consisting of 25 sediment surface stations located from the freshwater to the marine section of RdlP, plus a sediment core taken from the maximum turbidity zone (MTZ), where the sedimentation processes are dominated by fine sediment fractions.…”

Aplicación de isótopos estables como indicadores de flujos de energía en ambientes costeros de Uruguay

“…De esta manera, la identificación de cambios de estado en un sistema incluyendo el tipo de vegetación dominante (C3 vs C4 o terrestres vs acuáticas) ha permitido inferir cambios ambientales relacionados a las variaciones del nivel del mar, cambios de salinidad y de procesos climáticos. Por ejemplo, mediante el estudio isotópico Bergamino, Tudurí, Bueno, Brugnoli, Valenzuela, Martínez, Perez Becoña, Scarabino, García-Rodríguez de testigos de sedimento se pueden distinguir cambios en los patrones de descarga de agua dulce, ya que estos afectan los patrones de salinidad y, en consecuencia, el tipo de vegetación dominante (Byrne, et al, 2001;Bergamino, et al, 2017).…”

“…Para analizar la distribución espacial de los tipos de materia orgánica se colectaron sedimentos superficiales en un total de 26 estaciones que contemplaron la zona interna, media y externa del RdlP. Para el análisis temporal y su relación con los eventos «El Niño» se colectaron seis testigos de sedimentos utilizando un tubo de PVC de 10.3 cm de diámetro interno y una longitud que varió entre los 51 y los 115 cm; dos testigos se colectaron en la zona interna del estuario adyacente a la descarga del Río Uruguay y Paraná y otros cuatro testigos fueron tomados en la zona externa del RdlP (ver Bergamino, et al, 2017). Una vez en el laboratorio, para los análisis isotó- Bergamino, Tudurí, Bueno, Brugnoli, Valenzuela, Martínez, Perez Becoña, Scarabino, García-Rodríguez picos cada testigo fue seccionado longitudinalmente cada 2 cm hasta los 20 cm del tubo de sedimento, cada 3 cm entre los 20 y 50 cm y finalmente cada 5 cm (Bergamino, et al, 2017).…”

“…Este trabajo destaca el potencial, importancia y aportes de los isótopos estables al conocimiento de la estructura y funcionamiento de los ecosistemas costeros en Uruguay. Para ello se describen tres casos de estudio que involucran sitios costeros de Uruguay en los que se analiza: 1) la importancia de determinar el origen de la materia orgánica a lo largo de un gradiente salino en un estuario (Bergamino, et al, 2017), 2) la caracterización de las redes tróficas en ambiente de playas (Bergamino, et al, 2016), y 3) la evaluación de la influencia humana en una zona altamente urbanizada (Bueno, 2016).…”