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Factors influencing stream temperatures in small streams: substrate effects and a shading experiment

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Abstract:

The temperature of stream water is an important control of many in-stream processes. To better understand the processes and consequences of solar energy inputs to streams, stream temperature dynamics were examined before, during, and after experimental shading of a 150-m reach of a second-order stream in the Oregon Cascade Range. Maximum water temperatures declined significantly in the shaded reach, but minimum and mean temperatures were not modified. Heat budget calculations before shading show the dominance of solar energy as an influence of stream temperature. The influence of substrate type on stream temperature was examined separately where the water flowed first over bedrock and then through alluvial substrates. Maximum temperatures in the upstream bedrock reach were up to 8.6 °C higher and 3.4 °C lower than downstream in the alluvial reach. Better understanding of factors that influence not only maximum but minimum temperatures as well as diurnal temperature variation will highlight types of reaches in which stream temperature would be most responsive to changes in shading. Many apparent discrepancies in stream temperature literature can be explained by considering variation in the relative importance of different stream temperature drivers within and among streams and over time.

Dans les cours d'eau, la température de l'eau est un important facteur de contrôle de plusieurs processus internes. Afin de mieux comprendre les processus reliés à l'apport d'énergie solaire dans les cours d'eau et d'en évaluer les conséquences, nous avons examiné la dynamique thermique avant, pendant et après une expérience dans laquelle nous avons ombragé expérimentalement une section de 150 m d'un ruisseau d'ordre deux dans la chaîne des monts Cascades en Oregon. Les températures maximales de l'eau ont décru significativement dans la section ombragée, mais les températures minimales et moyennes sont restées inchangées. Les calculs de bilans thermiques avant l'expérience ont montré que l'énergie solaire a une influence dominante sur la température du cours d'eau. L'effet du type de substrat sur la température du cours d'eau a pu être examiné séparément là où l'eau coule d'abord sur la roche-mère pour ensuite traverser des substrats alluviaux. Les températures maximales dans la section de roche-mère d'amont sont jusqu'à 8,6 °C supérieures et 3,4 °C inférieures à celles de la section alluviale d'aval. Une meilleure compréhension des facteurs qui influencent non seulement les températures maximales et minimales, mais aussi la variation journalière de la température, permettra d'identifier les sections dans lesquelles la température du cours d'eau est plus susceptible d'être affectée par les changements d'ombrage. Plusieurs contradictions apparentes dans la littérature scientifique concernant la température des cours d'eau peuvent s'expliquer en considérant les variations dans le temps, ainsi que dans un même cours d'eau et d'un cours d'eau à un autre, de l'importance relative des différents facteurs qui régissent la température des cours d'eau.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2004-06-01

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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