Hydrochemical behaviour of dissolved nitrogen and carbon in a headwater stream of the Canadian Shield: relevance of antecedent soil moisture conditions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This paper examines the impact of contrasting antecedent soil moisture conditions on the hydrochemical response, here the changes in dissolved nitrogen (NO3−, NH4+and dissolved organic nitrogen (DON)) and dissolved organic carbon (DOC) concentrations, of a first‐order stream during hydrological events. The study was performed in the Hermine, a 5 ha forested watershed of the Canadian Shield. It focused on a series of eight precipitation events (spring, summer and fall) sampled every 2 or 3 h and showing contrasted antecedent moisture conditions. The partition of the eight events between two groups (dry or wet) of antecedent moisture conditions was conducted using a principal component analysis (PCA). The partition was controlled (first axis explained 86% of the variability) by the antecedent streamflow, the streamflow to precipitation ratioQ/Pand by the antecedent groundwater depth. The mean H+, NO3−, NH4+, total dissolved nitrogen and DOC concentrations and electrical conductivity values in the stream were significantly higher following dry antecedent conditions than after wetter conditions had prevailed in the Hermine, although the temporal variability was high (17 to 138%). At the event scale, a significantly higher proportion of the changes in DON, NO3−, and DOC concentrations in the stream was explained by temporal variations in discharge compared with the seasonal and annual scales. Two of the key hydrochemical features of the dry events were the synchronous changes in DOC and flow and the frequent negative relationships between discharge and NO3−. The DON concentrations were much less responsive than DOC to changes in discharge, whereas NH$_{4}^ +$ was not in phase with streamflow. During wet events, the synchronicity between streamflow and DON or NO3−was higher than during dry events and discharge and NO3−were generally positively linked. Based on these observations, the hydrological behaviour of the Hermine is conceptually compatible with a two‐component model of shallow (DON and DOC rich; variable NO3−) and deep (DON and DOC poor; variable NO3−) subsurface flow. The high NO3−and DOC levels measured at the early stages of dry events reflected the contribution from NO3−‐rich groundwaters. The contribution of rapid surface flow on water‐repellent soil materials located close to the stream channel is hypothesized to explain the DOC levels. An understanding of the complex interactions between antecedent soil moisture conditions, the presence of soil nutrients available for leaching and the dynamics of soil water flow paths during storms is essential to explain the fluxes of dissolved nitrogen and carbon in streams of forested watersheds. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».