Christian Little

Are diurnal fluctuations in streamflow real

Are diurnal fluctuations in streamflow real? Diurnal variations in streamflow (DVS) have been studied in detail by underwater pressure loggers. Some of this equipment requires barometric compensation with a logger or sensor located outside the water. Studies related to this topic have not offered a critical report of the validity of patterns inferred with these instruments. While studying a forested watershed in Southern Chile (40° S), we detected a DVS when the external logger was placed 1.5 m above ground, under a marked diurnal fluctuation in air temperature (amplitude 12.4 °C) and a dampened fluctuation in stream temperature (amplitude 1.4 °C). Synchronization was apparent between air and stream temperature in a direct relationship, but the synchronization between air/stream temperature and streamflow was negative, with some hours of lag time. In laboratory experiments, when the external logger is considerably warmer than the water-level logger, depth measurements can be underestimated by up to 1.5 cm. When the opposite occurs, water depths can be overestimated by up to 0.9 cm and are large instrumental/methodological artifacts compared to the field water diurnal variation of 1.3 cm. Finally, we relocated the external logger in front of the water-level logger and inside a weir, but exposed to the air. Results confirmed the pattern previously detected in the field, but streamflow fluctuations were 19% less accentuated. We conclude that the incorrect placement of the external logger, along with an instrumental artifact, can intensify a DVS pattern. Sú denné fluktuácie prietokov v tokoch reálne? Počas dňa sme podrobne sledovali zmeny prietokov v tokoch tlakovými snímačmi, umiestnenými pod vodou. Niektoré z týchto zariadení vyžadujú barometrickú kompenzáciu snímačov, ktoré nie sú umiestnené vo vode. Štúdie z tejto oblasti obyčajne nehodnotia kriticky správnosť výsledkov meraní týmito zariadeniami. Počas meraní v zalesnenom povodí na juhu Chile (40° S), sme zistili zmeny prietokov v tokoch počas dňa, ak bol externý tlakový snímač (logger) uložený 1,5 m nad zemou, počas výrazných denných zmien teploty vzduchu (amplitúda 12.4 °C) a stlmené fluktuácie teploty vody v toku (amplitúda 1.4 °C). Synchronizácia medzi teplotami vody a vzduchu bola zrejmá, ale synchronizácia medzi teplotami vody v toku a prietokmi bola negatívna, s hodinovými posunmi voči sebe. V experimentoch v laboratóriu, keď bol externý snímač podstatne teplejší ako snímač vo vode, meranie hlbok bolo podhodnotené až o 1,5 cm. V opačnom prípade, hĺbka hladiny vody bola nadhodnotená až o 0,9 cm a boli zistené významné inštrumentálne/metodologické artefakty v porovnaní s poľnými meraniami až o 1,3 cm. Nakoniec, externý snímač bol umiestnený pred snímač s údajmi o vodnej hladine a dovnútra prepadu, ale bol vo vzduchu. Výsledky meraní potvrdili chody prietokov namerané v teréne, ale fluktuácie prietokov boli nižšie o 19 %. Z toho vyplýva, že nesprávne umiestnenie externého snímača, spolu s prístrojovými artefaktmi, môžu intenzifikovať zmeny prietokov v tokoch počas dňa.

Restauración ecológica para aumentar la provisión de agua como un servicio ecosistémico en cuencas forestales del centro-sur de Chile

Se revisa la relacion entre ecosistemas y servicios ecosistemicos, integrandolos a la provision de agua en cuencas hidrograficas, uno de los servicios mas importantes para el bienestar de las personas. Se propone que en cuencas alteradas por actividades antropogenicas, la provision de agua puede ser recuperada utilizando los principios y practicas de la restauracion ecologica; y se propone una imagen de referencia que integre aspectos ambientales, economicos y sociales, e incluya el incremento de la investigacion cientifica y educacion. Se discuten algunos avances en Chile referidos a un estudio a escala de pequenas cuencas en la Reserva Costera Valdiviana, que se proyecta como una estacion de estudios ecosistemicos de largo plazo. Se concluye que es necesario avanzar urgentemente en el conocimiento cientifico y su divulgacion social, respecto a los servicios ecosistemicos, incorporando enfoques de trabajo y metodologias transdisciplinarias.

Investigación de largo plazo en Chile

83 Numero 1 de la RevistaChilena de Historia Natural publico unconjunto de once articulos como parte de laseccion Tematica Especial dedicada a lainvestigacion ecologica de largo plazo en Chile(LTER), dando a conocer importantes avancesy desafios en el tema. Los articulos muestranuna parte de los sitios donde actualmente seestan desarrollando estudios ecologicos, yconsideramos que este numero es un aciertode la revista y constituye un importante aportepara la ciencia en Chile.La investigacion de largo plazo ha sido unode los aportes mas relevantes para eldesarrollo de la ecologia a nivel mundial, conimpacto directo en la sociedad. Por esta razon,y dada la importancia del tema en Chile,queremos expresar que el numero de la revistaa que nos referimos contiene una vision parcialde la historia, desarrollo y proyecciones de lainvestigacion de largo plazo en el pais, pues noconsidera la experiencia de la UniversidadAustral de Chile y otras instituciones.En agosto de 2010 fuimos invitados aparticipar en la Mesa Redonda de Proyectos deinvestigacion de larga duracion (LTER) enbosques templados de Argentina, Chile yEE.UU., como parte de la IV ReunionBinacional de Ecologia. En dicha oportunidadpresentamos la investigacion realizada enalgunos de los sitios de largo plazo por laUniversidad Austral de Chile y la FundacionCentro de los Bosques Nativos FORECOS. Enesta mesa redonda dimos cuenta de losavances en la investigacion en ecosistemasforestales, iniciada el ano 1979 en temas dedinamica de bosques, silvicultura, y masrecientemente, ecohidrologia, restauracionecologica y servicios ecosistemicos. Elconocimiento generado por estos estudios hasido utilizado en el desarrollo de politicas yleyes relativas a los ecosistemas boscosos, yen la toma de decisiones del sector privado.En nuestra opinion es prioritario estableceruna red nacional de sitios de estudiosecosistemicos de largo plazo (LTER, por susigla en ingles), en cuyo diseno, operacion ydesarrollo converjan las diferentes iniciativasque estan siendo llevadas a cabo por diversasinstituciones. Esta es la forma de aprovechar,consolidar y potenciar la experiencia de unnumero grande y creciente de investigadores yestudiantes graduados. Se deben ademas unirlos esfuerzos para conseguir financiamientopara el desarrollo de una red nacional solidadesde sus inicios, que pueda vincularse conredes de otros paises como por ejemplo laILTER (Red internacional de estudiosecologicos de largo plazo).La investigacion en sitios de largo plazoproveera de informacion crucial para lostomadores de decision publicos y privados,apoyando el desarrollo de leyes y regulaciones.Ademas, ofrecera importantes oportunidadespara los programas de ensenanza de pre ypostgrado, asi como tambien el fortalecimientode los programas de vinculacion con el medioexterno, incluyendo a profesionales,propietarios de tierras, estudiantes deeducacion basica y media y otros actores.Para el establecimiento de esta red, existeuna necesidad urgente de mejorar lacolaboracion y coordinacion entre personas einstituciones involucradas en los sitios deestudios de largo plazo en todo el pais,derribando barreras y estableciendo puentes

An unusual kind of diurnal streamflow variation

Abstract During hydrological research in a Chilean swamp forest, we noted a pattern of higher streamflows close to midday and lower ones close to midnight, the opposite of an evapotranspiration (Et)-driven cycle. We analyzed this diurnal streamflow signal (DSS), which appeared mid-spring (in the growing season). The end of this DSS coincided with a sustained rain event in autumn, which deeply affected stream and meteorological variables. A survey along the stream revealed that the DSS maximum and minimum values appeared 6 and 4 hours earlier, respectively, at headwaters located in the mountain forests/ plantations than at the control point in the swamp forest. Et in the swamp forest was higher in the morning and in the late afternoon, but this process could not influence the groundwater stage. Trees in the mountain headwaters reached their maximum Ets in the early morning and/or close to midday. Our results suggest that the DSS is a wave that moves from forests high in the mountains towards lowland areas, where Et is decoupled from the DSS. This signal delay seems to convert the link between streamflow and Et in an apparent, but spurious positive relationship. It also highlights the role of landscape heterogeneity in shaping hydrological processes.