Redes fluviales, la columna vertebral de la mayoría de los paisajes de la Tierra, recogen y transportan el agua, sedimentos, materia orgánica y los nutrientes de las zonas de montaña de las tierras altas de los océanos. Aspectos dinámicos de estas redes incluyen canales que desplazan lateralmente o amplían aguas arriba, las crestas que migran a través de la superficie de la Tierra, y los eventos de captura río por el cual el flujo de una rama de la red se desvía en una nueva dirección. Estos procesos dan lugar a un mapa en constante cambio de la red con implicaciones para el transporte de masa y la conectividad geográfica entre las especies o ecosistemas. En última instancia, este sistema dinámico se esfuerza por establecer un equilibrio entre el levantamiento tectónico y la erosión del río. La determinación de si o no una red fluvial está en equilibrio, y, si no, ¿qué cambios son necesarios para llevarlo al equilibrio, nos ayudará a comprender los procesos de la evolución del paisaje de fondo y las implicaciones para los ecosistemas fluviales.

Gráfico
Mapas de χ para dos redes de ríos. ( A ) Parte de la meseta de Loess, China. Los valores de χ son casi iguales en todo el drenaje divide a todas las escalas, lo que indica que el río está en equilibrio topológica y geométrica. Mapa se centra en 37 ° 4 'N 109 ° 35' E. ( B ) Parte de la llanura costera de Carolina del Norte, sudeste de los Estados Unidos. Grandes discontinuidades en χ través de las divisiones indican que la red no está en equilibrio geométrico. Agua divide generalmente se mueven en la dirección de mayor χ para alcanzar el equilibrio, de modo subcuencas con altos valores prominentes de χ se infieren para ser la reducción y, finalmente, desaparecerán. Mapa se centra en los 35 ° 10 'N, 79 ° 8' W.

Métodos
Hemos desarrollado el uso de un proxy, denominado χ, para la elevación canal del río en estado estacionario. Este poder se basa en la geometría actual de la red fluvial y proporciona una instantánea del estado dinámico de las cuencas hidrográficas. Equilibrio geométrico en forma en planta requiere que un mapa de la red de χ presentan valores iguales en todas las divisorias de aguas (las crestas que separa las cuencas de los ríos). Redes fluviales desequilibrio ajustan su área de drenaje a través de la migración de división (variación geométrica) o la captura del río (el cambio topológico) hasta que se cumpla esta condición. Hemos construido un modelo numérico para demostrar que esta es una característica fundamental de una red río estable. Hemos aplicado este principio a los paisajes naturales utilizando modelos de elevación digital para calcular χ para tres, muy diferente, los sistemas: la meseta de Loess en China, el este de Cordillera Central de Taiwán y el sudeste de Estados Unidos.

Resultados
La meseta de Loess es cercano al equilibrio geométrico, con χ exhibiendo valores casi iguales entre las divisiones de agua. Por el contrario, los jóvenes y tectónicamente activa cinturón montañoso Taiwán no está en equilibrio, con numerosos ejemplos de la migración activa divisorias de aguas y la reorganización de la red fluvial. El sureste de Estados Unidos también parece estar lejos del equilibrio, con la escarpa Blue Ridge migración hacia el noroeste y los ríos de llanura costera reorganización en respuesta a este cambio en la geometría de límites. Eventos de reorganización importantes, como la captura de las cabeceras del río Apalachicola por el río Savannah, son fácilmente identificables en nuestros mapas.

Discusión
Condiciones de desequilibrio en una red fluvial implican una mayor variación de la intemperie, la producción del suelo, y las tasas de erosión. El desequilibrio también implica la captura de río más frecuente con implicaciones para el intercambio de especies acuáticas y la diversificación genética. Condiciones transitorias en las cuencas hidrográficas a menudo se interpretan en términos de perturbación tectónica, pero nuestros resultados muestran que la reorganización de las cuencas hidrográficas puede ocurrir incluso en regiones tectónicamente reposo como el sureste de Estados Unidos.