Spatiotemporal Variability in Transport and Reactive Processes Across a First‐ to Fifth‐Order Fluvial Network
Spatiotemporal Variability in Transport and Reactive Processes Across a First‐ to Fifth‐Order Fluvial Network
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一阶到五阶河流网络中输运和反应过程的时空变化
DOI：
10.1029/2019wr026303
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发表时间：
2020
影响因子：
5.4
通讯作者：
Cable, Jaye E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gootman, Kaylyn S.;González‐Pinzón, Ricardo;Knapp, Julia L. A.;Garayburu‐Caruso, Vanessa;Cable, Jaye E.
河流网络整合，转换和运输陆地和水生生态系统的成分。到目前为止，大多数关于水质动态的研究都集中在对单个河流的过程理解上，因此，缺乏分析物理和生物地球化学驱动因素如何在河流网络中扩展的研究。我们在美国新墨西哥州的Jemez河连续体的五个流级中进行了示踪试验，以量化两个不同季节期间的河段尺度的潜流交换，以解决以下问题：潜流区对整个河流处理的贡献如何随空间和时间变化？潜流交换的时空变化是否跨越河流网络？结合保守（即，溴化物）和反应性（即，刃天青）示踪剂分析与溶质运移建模，我们发现了反应限制的运输条件的主导地位，并减少了流级和流态的潜流处理的贡献。我们基于实地的研究结果表明，在河流网络中实现潜流处理的知识转移是可能的，特别是当过程变异性在多个流序和流态中进行采样时。因此，我们提出了一个转变，在我们的传统方法来调查规模模式的运输过程中，目前依赖于在多个网站（主要是在源头流），位于不同的河流网络进行的研究的解释，以更有凝聚力，网络为中心的调查过程使用相同或容易比较的方法。
Fluvial networks integrate, transform, and transport constituents from terrestrial and aquatic ecosystems. To date, most research on water quality dynamics has focused on process understanding at individual streams, and, as a result, there is a lack of studies analyzing how physical and biogeochemical drivers scale across fluvial networks. We performed tracer tests in five stream orders of the Jemez River continuum in New Mexico, USA, to quantify reach‐scale hyporheic exchange during two different seasonal periods to address the following: How do hyporheic zone contributions to overall riverine processing change with space and time? And does the spatiotemporal variability of hyporheic exchange scale across fluvial networks? Combining conservative (i.e., bromide) and reactive (i.e., resazurin) tracer analyses with solute transport modeling, we found a dominance of reaction‐limited transport conditions and a decrease of the contributions of hyporheic processing across stream orders and flow regimes. Our field‐based findings suggest that achieving knowledge transferability of hyporheic processing within fluvial networks may be possible, especially when process variability is sampled across multiple stream orders and flow regimes. Therefore, we propose a shift in our traditional approach to investigating scaling patterns in transport processes, which currently relies on the interpretation of studies conducted in multiple sites (mainly in headwater streams) that are located in different fluvial networks, to a more cohesive, network‐centered investigation of processes using the same or readily comparable methods.
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溶质输送的河内变化：水文和地貌对溶质滞留的控制
DOI：
10.1029/2012jf002455
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--
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一种估计流中处理速率的有效方法
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通过对比瞬时储存和生态系统呼吸，对两个河段的代谢活性瞬时储存（MATS）进行量化
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