Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các tác động của thời tiết theo mùa đến thủy văn điều khiển chuyển hóa của các dòng suối đồng bằng không có rừng
Tóm tắt
Những biến đổi thời tiết làm thay đổi các điều kiện thủy văn của dòng suối, ảnh hưởng đến chức năng của dòng suối. Một nghiên cứu theo mùa được thực hiện trên ba dòng suối tiêu biểu đầu tiên được bảo tồn tốt của khu vực Pampas nhằm kiểm tra giả thuyết rằng mưa là yếu tố chính điều khiển quá trình chuyển hóa toàn dòng suối thông qua ảnh hưởng của chúng đến thủy văn. Chúng tôi đã ước lượng quá trình chuyển hóa của dòng suối và sự đóng góp chuyển hóa của sáu cộng đồng có liên quan (thực vật có hoa, tảo đại, seston, epiphyton, epipelon và hyporheos) trong các mùa cuối xuân, hè và đông, và xem xét mối quan hệ giữa sản xuất sơ cấp gộp (GPP) và bức xạ hoạt động quang hợp (PAR). Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng sự giảm thiểu ánh sáng có sẵn trên đáy dòng suối do carbon hữu cơ hòa tan sau mưa là yếu tố chính liên quan đến sự giảm của quá trình chuyển hóa hệ sinh thái và cộng đồng. Ví dụ, GPP dao động từ khoảng ~10 gO2 m−2 d−1 vào đầu mùa xuân (lưu lượng thấp) xuống ~3 gO2 m−2 d−1 vào mùa hè (lưu lượng cao). Hô hấp hệ sinh thái (ER) ít nhạy cảm hơn so với GPP với mưa do sự gia tăng hô hấp trong tầng nước ngầm. Mưa cũng gây ra sự mất mát đáng kể về khối lượng tảo đại ở phía hạ lưu. Trên quy mô hàng ngày, PAR cao vào cuối mùa xuân và mùa hè bão hòa GPP trong buổi chiều, và nhiệt độ thấp vào buổi sáng mùa đông làm hạn chế GPP. Do đó, kiến thức về sự thay đổi thời tiết là yếu tố chính để hiểu rõ các yếu tố thủy văn chủ yếu điều khiển chức năng của dòng suối.
Từ khóa
#thời tiết mùa #thủy văn #chu trình chuyển hóa #dòng suối #sản xuất sơ cấp gộp #tảo #sinh vậtTài liệu tham khảo
Acuña, V., A. Giorgi, I. Muñoz, U. Uehlinger & S. Sabater, 2004. Flow extremes and benthic organic matter shape the metabolism of a headwater Mediterranean stream. Freshwater Biology 49: 960–971.
Acuña, V., C. Vilches & A. Giorgi, 2011. As productive and slow as a stream can be – the metabolism of a Pampean stream. Journal of North American Benthological Society 30(1): 71–83.
APHA, 1998. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. American Public Health Association Inc., Washington DC
Aragón, R., E. G. Jobbágy & E. F. Viglizzo, 2011. Surface and groundwater dynamics in the sedimentary plains of the Western Pampas (Argentina). Ecohydrology 4(3): 433–447.
Bevington, P. R. & D. K. Robinson, 2002. Data Reduction and Error Analysis for the Physical Sciences, 3rd ed. McGraw-Hill, New York.
Borcard, D., P. Legendre & P. Drapeau, 1992. Partialling out the spatial component of ecological variation. Ecology 73: 1045–1055.
Bott, T. L., 2006. Primary productivity and community respiration. In Hauer, F. R. & G. A. Lamberti (eds), Methods in Stream Ecology, 2nd ed. Academic Press, Amsterdam: 663–688.
Bott, T. L., J. T. Brock, C. E. Cushing, S. V. Gregory, D. King & R. C. Petersen, 1978. A comparison of methods for measuring primary productivity and community respiration in streams. Hydrobiologia 60: 3–12.
Chapra, S. C. & D. M. Di Toro, 1991. Delta method for estimating primary production, respiration, and reaeration in streams. Journal of Environmental Engineering 117: 640–655.
De Loe, R., 2008. Floodplain management in Canada: overview and prospects. Canadian Geographer 44(4): 355–368.
Demars, B. O. L., J. R. Manson, J. S. Ólafsson, G. M. Gíslason, R. Gudmundsdóttir, G. Woodward, J. Reiss, D. E. Pichler, J. J. Rasmussen & N. Friberg, 2011. Temperature and the metabolic balance of streams. Freshwater Biology 56: 1106–1121.
Dodds, W. K., J. R. Jones & E. B. Welch, 1998. Suggested classification of stream trophic state: distributions of temperate stream types by chlorophyll, total nitrogen, and phosphorus. Water Research 32: 1455–1462.
Elmore, H. L. & W. F. West, 1961. Effect of water temperature on stream reaeration. Journal of the Sanitary Engineering 87: 59–71.
Elosegui, A. & J. Diez, 2009. La estructura física de los lechos fluviales. In Elosegi, A. & S.Sabater (eds), Conceptos y técnicas en ecología fluvial. Rubes editorial: 70–84.
Feijoó, C. S. & R. J. Lombardo, 2007. Baseline water quality and macrophyte assemblages in Pampean streams: a regional approach. Water Research 41: 1399–1410.
Feijoó, C. S. & M. Menéndez, 2009. La biota de los ríos: los macrófitos. In: Elosegi, A. & S. Sabater (eds), Conceptos y técnicas en ecología fluvial. Rubes editorial: 243–251.
Fellows, C. S., H. M. Valett & C. N. Dahm, 2001. Whole stream metabolism in two montane streams: contribution of the hyporheic zone. Limnology and Oceanography 46: 523–531.
Fisher, S. G., 1983. Succession in streams. In Barnes, J. R. & G. W. Minshall (eds), Stream Ecology: Application and Testing of General Ecological Theory. Plenum Press, New York: 7–27.
Fisher, S. G., L. J. Gray, N. B. Grimm & D. E. Busch, 1982. Temporal succession in a desert stream ecosystem following flash flooding. Ecological Monographs 52: 93–110.
Galat, D. L., L. H. Fredrickson, D. Humburg, K. J. Bataille, J. R. Bodie, J. Dohrenwend, G. Gelwicks, J. E. Havel, D. Helmers, J. B. Hooker, J. R. Jones, M. F. Knowlton, J. Kubisiak, J. Mazourek, A. C. McColpin, R. B. Renken & R. D. Semlitsch, 1998. Flooding to restore connectivity of regulated, large-river wetlands. Bioscience 48(9): 721–733.
Giorgi, A., C. Feijoó & G. Tell, 2005. Primary producers in a Pampean stream: temporal variation and structuring role. Biodiversity Conservation 14: 1699–1718.
Gómez, N., J. C. Donato, A. Giorgi, H. Guasch, P. Mateo & S. Sabater, 2009. La biota de los ríos: los microorganismos autótrofos. In: Elosegi, A., & Sabater, S. (eds), Conceptos y técnicas en ecología fluvial. Rubes editorial: 219–242.
Goodman, L. A., 1960. On the exact variance of products. Journal of the American Statistical Association 55: 708–713.
Gordon, N. D., T. A. McMahon, B. L. Finlayson, C. J. Gippel & R. J. Nathan, 2004. Stream Hydrology. An Introduction for Ecologists, 2nd ed. John Wiley and Sons, Chichester, UK.
Hough, R. A., 1974. Photorespiration and productivity in submersed aquatic vascular plants. Limnology and Oceanography 19: 912–927.
Jackson, T. A. & R. E. Hecky, 1980. Depression of primary productivity by humic matter in lake and reservoir waters of the boreal forest zone. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 37: 2300–2317.
Jassby, A. D. & T. Platt, 1976. Mathematical formulation of the relationship between photosynthesis and light for phytoplankton. Limnology and Oceanography 21: 540–547.
Johnson, C., B. V. Millett, T. Gilmanov, R. A. Voldseth, G. R. Guntenspergen & D. E. Naugle, 2005. Vulnerability of northern prairie wetlands to climate change. Bioscience 55(10): 863–872.
Mann, C. J. & R. G. Wetzel, 1999. Photosynthesis and stomatal conductance of Juncus effuses in temperate wetland ecosystem. Aquatic Botany 63: 127–144.
Marzolf, E. R., P. J. Mulholland & A. D. Steinman, 1994. Improvements to the diurnal upstream–downstream dissolved oxygen change technique for determining whole-stream metabolism in small streams. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 51: 1591–1599.
Naegeli, M. W. & U. Uehlinger, 1997. Contribution of the hyporheic zone to ecosystem metabolism in a prealpine gravel-bed river. Journal of the North American Benthological Society 16: 794–804.
Odum, H. T., 1956. Primary production in flowing waters. Limnology and Oceanography 1: 102–117.
Parkhill, K. L. & J. S. Gulliver, 1998. Modeling the effect of light on whole-stream respiration. Ecological Modelling 117: 333–342.
Poff, N. L., J. D. Allan, M. B. Bain, J. R. Karr, K. L. Prestegaard, B. D. Richter, R. E. Sparks & C. Stromberg, 1997. The natural flow regime. A paradigm for river conservation and restoration. BioScience 47(11): 769–784.
SAGPyA & CFA, 1995. El deterioro de las tierras de la República Argentina. Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentos de la Nación y Consejo Federal Agropecuario, Buenos Aires, Argentina.
Scian, B., J. C. Labraga, W. Reimers & O. Frumento, 2006. Characteristics of large-scale atmospheric circulation related to extreme monthly rainfall anomalies in the Pampa Region, Argentina, under non-ENSO conditions. Theoretical and Applied Climatology 85: 89–106.
Shoup, T. E., 1983. Numerical Methods for the Personal Computer. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ.
Soriano, A., R. J. C. León, O. E. Sala, R. S. Lavado, V. A. Deregibus, M. A. Cahuépé, O. A. Scaglia, C. A. Velázquez & J. H. Lemcoff, 1992. Río de la Plata grasslands. In Coupland, R. T. (ed), Ecosystems of the World. Natural Grasslands: Introduction and Western Hemisphere. Elsevier, New York: 367–407.
Thyssen, N., M. Erlandsen, E. Jeppesen & C. Ursin, 1987. Reaeration of oxygen in shallow, macrophyte rich streams. 1. Determination of the reaeration rate coefficient. Internationale Revue Der Gesamten Hydrobiologie 72: 405–429.
Uehlinger, U. & M. W. Naegeli, 1998. Ecosystem metabolism, disturbance, and stability in a prealpine gravel bed river. Journal of the North American Benthological Society 17: 165–178.
Uehlinger, U., C. König & P. Reichert, 2000. Variability of photosynthesis-irradiance curves and ecosystem respiration in a small river. Freshwater Biology 44: 493–507.
Velasco, J., A. Millan, M. R. Vidal-Abarca, M. L. Suarez, C. Guerrero & M. Ortega, 2003. Macrophytic, epipelic and epilithic primary production in a semiarid mediterranean stream. Freshwater Biology 48: 1408–1420.
Vilches, C. & A. Giorgi, 2010. Metabolism in a macrophyte-rich stream exposed to flooding. Hydrobiologia 654(1): 57–65.
Wetzel, R. G., 2001. Limnology: Lake and River Ecosystems. Academic Press, London, UK.
Wetzel, R. G. & G. E. Likens, 1991. Limnological Analyses, 2nd ed. Springer, New York.
Zhang, Y. L., B. Q. Qin, W. M. Chen & G. W. Zhu, 2005. A preliminary study of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) in lake Taihu, a shallow subtropical lake in China. Acta Hydrochimica et Hydrobiologica 33(4): 315–323.