Nicholas Weber

1 Eco-Logical Research Inc., Providence, Utah, Statele Unite ale Americii

curentului

Nicolaas Bouwes

1 Eco-Logical Research Inc., Providence, Utah, Statele Unite ale Americii

2 Departamentul de Științe Watershed, Utah State University, Logan, Utah, Statele Unite ale Americii

Michael M. Pollock

3 Northwest Fisheries Science Center, Seattle, Washington, Statele Unite ale Americii

Carol Volk

4 South Fork Research Inc., North Bend, Washington, Statele Unite ale Americii

Joseph M. Wheaton

2 Departamentul de Științe Watershed, Utah State University, Logan, Utah, Statele Unite ale Americii

Gus Wathen

1 Eco-Logical Research Inc., Providence, Utah, Statele Unite ale Americii

Jacob Wirtz

1 Eco-Logical Research Inc., Providence, Utah, Statele Unite ale Americii

Chris E. Jordan

3 Northwest Fisheries Science Center, Seattle, Washington, Statele Unite ale Americii

Conceptualizare: NW NB MMP CEJ.

Arhivarea datelor: NW GW JW CV.

Analiza formală: NW NB.

Achiziție de finanțare: CEJ.

Scriere - schiță originală: NW.

Scriere - recenzie și editare: NW NB MMP CV JMW GW JW CEJ.

Date asociate

Toate datele utilizate pentru a susține acest manuscris sunt disponibile publicului și găzduite pe URL-ul Open Science Framework: https://osf.io/6mmgz/ și sub DOI: 10.17605/OSF.IO/6MMGZ.

Abstract

Introducere

Temperatura afectează procesele de flux biologic, fizic și chimic și are o influență profundă asupra structurii și funcției sistemelor lotice [1,2]. Pragurile fiziologice și răspunsurile comportamentale la temperatură guvernează, de asemenea, distribuția organismelor de curent și asamblarea comunităților de curenți [3-5]. Regimurile de temperatură ale fluxului sunt determinate de interacțiunile dintre caracteristicile interne ale canalului, zona riverană, acviferul aluvial și factorii de mediu externi, cum ar fi condițiile climatice și de captare care furnizează apă și energie termică [6]. Realizarea faptului că activitățile antropice (de exemplu, retrageri de irigații, îndreptarea canalului, pierderea vegetației de pe malul mării și de pe malul mării) au ca rezultat modificarea pe scară largă a regimurilor de temperatură a fluxului, coroborată cu impactul inevitabil al schimbărilor climatice globale, a intensificat necesitatea înțelegerii factorilor care influențează fluxul temperatura și dezvoltați abordări pentru atenuarea efectelor degradării temperaturii [6-8].

Castorul (Castor canadensis) a fost recunoscut de mult timp ca ingineri ai ecosistemelor [9,10], iar comportamentul lor de construire a barajului și de alimentare modifică procesele de canal, riverane și hidrologice în maniere care pot influența dinamica temperaturii cursului [11,12]. Bazându-se pe vegetația lemnoasă riverană ca sursă principală de hrană și material pentru construcția barajului [13], prezența castorului poate duce la epuizarea acută a umbrelor - asigurând vegetație și adăugând căldură radiantă la apa de suprafață [14,15]. În plus, extinderea suprafeței apei și viteza redusă a debitului în iazuri poate crește susceptibilitatea apei de suprafață la încălzire radiantă și schimb termic cu temperatura aerului ambiant prin conducție, convecție și evaporare [14,15]. Aceste impacturi vizibile (adică epuizarea vegetației, creșterea suprafeței iazului) susțin presupunerea că barajele de castori cresc temperatura apei și sunt adesea invocate ca motive pentru care castorul poate fi în detrimentul biotei sensibile la temperatură, cum ar fi salmonidele [16].

Cu toate acestea, cercetările axate pe impactul pe care îl au barajele de castori asupra temperaturii curentului susțin concluzii contradictorii [17,18]. De exemplu, mai multe studii au raportat creșteri ale temperaturii curentului în aval de baraje de castori sau complexe de baraje [19,20], un exemplu extrem al acestuia a fost raportat de Margolis [21], unde o creștere a temperaturii cu 7 ° C a fost documentată ca fluxuri trecut prin mare (

5 ha) complexe de baraj de castor. În contrast, cercetările susțin, de asemenea, o influență mică sau deloc a barajelor de castor asupra temperaturilor curentului [22] sau raportează că barajele de castor duc la o reducere sau tamponare a temperaturilor extreme de vară [12,23,24]. Creșterea stocării apei, a capului hidraulic și a depunerii materialului aluvial în spatele barajelor duce adesea la o creștere a înălțimii acviferelor aluviale și a ratei schimbului de apă subterană și de suprafață [20]. O distribuție spațială mai largă și o rată crescută de infiltrare a apei subterane reci are potențialul de a crește eterogenitatea temperaturii apei de suprafață și de a modera temperaturile extreme în perioadele de descărcare a fluxului de bază [25].

Metode

Zonă de studiu

Acest studiu a fost realizat pe cei 34 de kilometri inferiori ai Bridge Creek (44 ° 39 'N, 120 ° 15' V), un pârâu de înalt deșert care curge în râul John Day într-o porțiune semi-aridă din centrul Oregonului (Fig 1) . Bazinul hidrografic Bridge Creek ocupă o suprafață de 710 km 2 și se întinde între 2078 m altitudine în sălbăticia Bridge Creek până la 499 m la confluența sa cu râul John Day. Clima continentală a regiunii este caracterizată de un regim de temperatură sezonier variabil, cu temperaturi ale aerului care depășesc în mod obișnuit 30 ° C în timpul verii și scad în mod obișnuit sub 0 ° C în timpul iernii (Fig 2, stația Centrului Național de Date Climatice 355638). Precipitațiile medii anuale din bazin sunt de aproximativ 30 cm, cu doar 3 cm în timpul verii (Tabelul 1). Topirea zăpezii și ploaia în timpul iernii târzii și primăvara devreme contribuie la evenimente de debit de vârf pe Bridge Creek, care pot depăși 6 m 3/s, în timp ce debitul de bază poate fi de până la 0,05 m 3/s pentru o mare parte din sezonul estival uscat (Fig 2, Gabarit USGS 14046778).