Storage, mixing, and fluxes of water in the critical zone across northern environments inferred by stable isotopes of soil water
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Quantifying soil water storage, mixing, and release via recharge, transpiration, and evaporation is essential for a better understanding of critical zone processes. Here, we integrate stable isotope (2H and 18O of soil water, precipitation, and groundwater) and hydrometric (soil moisture) data from 5 long‐term experimental catchments along a hydroclimatic gradient across northern latitudes: Dry Creek (USA), Bruntland Burn (Scotland), Dorset (Canada), Krycklan (Sweden), and Wolf Creek (Canada). Within each catchment, 6 to 11 isotope sampling campaigns occurred at 2 to 4 sampling locations over at least 1 year. Analysis for 2H and 18O in the bulk pore water was done for >2,500 soil samples either by cryogenic extraction (Dry Creek) or by direct equilibration (other sites). The results showed a similar general pattern that soil water isotope variability reflected the seasonality of the precipitation input signal. However, pronounced differences among sampling locations occurred regarding the isotopic fractionation due to evaporation. We found that antecedent precipitation volumes mainly governed the fractionation signal, temperature and evaporation rates were of secondary importance, and soil moisture played only a minor role in the variability of soil water evaporation fractionation across the hydroclimatic gradient. We further observed that soil waters beneath conifer trees were more fractionated than beneath heather shrubs or red oak trees, indicating higher soil evaporation rates in coniferous forests. Sampling locations closer to streams were more damped and depleted in their stable isotopic composition than hillslope sites, revealing increased subsurface mixing towards the saturated zone and a preferential recharge of winter precipitation. Bulk soil waters generally comprised a high share of waters older than 14 days, which indicates that the water in soil pores are usually not fully replaced by recent infiltration events. The presented stable isotope data of soil water were, thus, a useful tool to track the spatial variability of water fluxes within and from the critical zone. Such data provide invaluable information to improve the representation of critical zone processes in spatially distributed hydrological models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
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 | 0,001 |
| 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) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
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 ».