Multicriteria assessment of water dynamics reveals subcatchment variability in a seemingly homogeneous tropical cloud forest catchment

Para mejorar el conocimiento actual de los fenómenos de lluvia-escorrentía de las cuencas de captación montañosa tropical, exploramos la utilidad de varios indicadores hidrológicos en una cuenca de bosque nuboso anidado (76,9 km2). Las métricas utilizadas pertenecen a 5 categorías: tiempo de tránsito medio del caudal base, propiedades fisicoquímicas del agua de la corriente, cobertura del suelo, parámetros topográficos e hidrométricos. Aplicamos diversas técnicas estadísticas para el análisis de datos y para contrastar hallazgos. El análisis de regresión múltiple mostró que los tiempos de tránsito medios del flujo base se podían predecir de manera eficiente por las concentraciones de sodio (más altas durante los flujos base) y las temperaturas del agua de los arroyos, lo que indica una mayor influencia de la geomorfología en lugar de las características topográficas o de la cobertura del suelo. El análisis de componentes principales reveló que no se pudo identificar ningún subconjunto específico de indicadores de cuenca como descriptores predominantes para todas las cuencas. El análisis de agrupamiento jerárquico aglomerativo proporcionó resultados concomitantes, lo que implica mayores niveles de disimilitud entre las subcuencas más pequeñas que entre las más grandes. En general, los resultados señalan una intrincada interdependencia de diversos procesos a nivel de la superficie y del subsuelo, lo que indica un alto nivel de heterogeneidad. Hacer caso omiso de la heterogeneidad de las cuencas hidrográficas anidadas o emparejadas podría llevar a conclusiones incompletas o engañosas, especialmente en las regiones montañosas tropicales donde están presentes gradientes espaciales y temporales pronunciados.To improve the current knowledge of the rainfall–runoff phenomena of tropical montane catchments, we explored the usefulness of several hydrological indicators on a nested cloud forest catchment (76.9 km2). The used metrics belong to 5 categories: baseflow mean transit time, physicochemical properties of stream water, land cover, topographic, and hydrometric parameters. We applied diverse statistical techniques for data analysis and to contrast findings. Multiple regression analysis showed that mean transit times of base flow could be efficiently predicted by sodium concentrations (higher during baseflows) and temperatures of stream water, indicating a major influence of geomorphology rather than topographic or land cover characteristics. Principal component analysis revealed that no specific subset of catchment indicators could be identified as prevailing descriptors for all catchments. The agglomerative hierarchical clustering analysis provided concomitant results, implying larger levels of dissimilarity between smaller subcatchments than between larger ones. Overall, results point out an intricate interdependence of diverse processes at surface and subsurface level indicating a high level of heterogeneity. Disregarding heterogeneity of nested or paired catchments could lead to incomplete or misleading conclusions, especially in tropical mountain regions where pronounced spatial and temporal gradients are present