Revisiting Global Riverine Carbon Export to the Oceans

English Abstract:

Riverine carbon (C) export to the oceans is recognized as a key component in the global C cycling, yet is still poorly understood, in part because most previous studies have assessed either inorganic or organic C species separately, and have thus yielded a fragmented perspective of riverine C exported to oceans. In addition, differences in approach have resulted in widely varying estimates, for example, of global annual DOC or TOC export, ranging from 0.03 to 1 Pg. Here we revisit the global riverine C export, explicitly taking into account DOC, POC, DIC and PIC transport to the oceans, based on the most extensive meta-analysis of published data carried out to date covering 568 rivers draining 73.7% of the global exorheic area. This analysis yields a global annual riverine C export of 1.05 Pg (somewhat higher than the widely-accepted 0.9 Pg), of which DOC, POC, DIC and PIC account for 0.32, 0.17, 0.48 and 0.08 Pg yr^-1, respectively. Our estimate of global DOC export is 45% higher than the currently accepted value of 0.22Pg. Our results show that, at a global scale, organic C export has a significant negative relationship with catchment area, and that DOC and DIC exports are both significantly related to catchment elevation, albeit in opposite directions. There is a negative latitudinal trend in the DIC/DOC and in the POC/DOC export ratios. Our analysis also highlights the impact of human activities on riverine C export: Irrigation, the degree of impoundment, and the level of economic activity in the watershed have strong negative relationships with DOC export, though none on DIC export. Our study more tightly brackets global riverine C export to the oceans, and further highlights the differential regulation of global inorganic and organic riverine C export, with strong implications in terms of future climate and human-induced environmental change.