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sur le développement des zones arides et semi-arides

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Universidad POLITÉCNICA DE VALENCIA (2010)

DESARROLLO DE UN MODELO CONCEPTUAL DINÁMICO SUELO-VEGETACIÓN PARA ZONAS ÁRIDAS Y SEMIÁRIDAS

Quevedo Tejada, Diana Isabel

Titre : DESARROLLO DE UN MODELO CONCEPTUAL DINÁMICO SUELO-VEGETACIÓN PARA ZONAS ÁRIDAS Y SEMIÁRIDAS

Auteur : Quevedo Tejada, Diana Isabel

Université de soutenance : Universidad POLITÉCNICA DE VALENCIA

Grade : Doctorado 2010

Résumé
En general los ecosistemas vegetales se caracterizan por la fuerte interrelación que establecen con su entorno, el agua, el suelo, la atmósfera y otros ecosistemas. Cuando estos se ven sometidos a restricciones abióticas, deben recurrir a diversas estrategias y adaptaciones morfológicas para evadir, tolerar o resistir el estrés desarrollado por dicha perturbación, optando además, por establecer asociaciones con otras especies conformando comunidades que usan el recurso funcionalmente. Dichas asociaciones se denominan Grupos Funcionales de Vegetación (Cantón et al. 2004 ; Shugart 1997 ; Gitay y Noble 1997 ; Eagleson y Segarra 1985). Los ecosistemas vegetales que residen en zonas áridas y semiáridas no son la excepción. En dichos ambientes, la vegetación se ve restringida principalmente por la disponibilidad de agua para llevar a cabo sus funciones vitales, siendo el estrés por luz y nutrientes despreciable en magnitud. Dichos ecosistemas presentan estructuras, características y dinámicas muy complejas. De un lado, necesitan el agua proveniente de la atmósfera y de la humedad en el suelo, pero de otro lado modulan de los flujos que se dan entre el suelo y la atmósfera, estableciéndose una dinámica de retroalimentación entre el suelo, la vegetación y la atmósfera (Larcher 2003 ; Porporato et al. 2002 ; Rodriguez-Iturbe et al. 2001). Para el entendimiento de dichas interrelaciones, es fundamental entender la dinámica de la humedad en el suelo como causa y efecto de estas (Isham et al. 2005 ; Rodríguez-Iturbe et al. 2001 ; Porporato et al. 2001 ; Albertson & Kiely 2001 ; Rodríguez-Iturbe 2000 ; D’Odorico et al. 2000 ; Noy-Meir 1973). Desde hace muchas décadas se ha recurrido a la modelización como la herramienta para comprender el entorno que nos rodea. Hoy en día, existen varias formas de modelar la vegetación como un ente inmerso dentro del ciclo hidrológico. Una primera aproximación y quizás la que cobra más fuerza, es la modelización de la vegetación como un ente estático en el tiempo que aporta de vapor de agua a través de la transpiración. En esta misma línea, la vegetación se asume como un factor de vegetación que dependerá de la fenología adaptada a cultivos donde la fase de desarrollo y muerte son conocidas de antemano. En este sentido, la FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) ha hecho un gran esfuerzo en desarrollar métodos de estimación de la evapotranspiración real en cultivos a través de factores de vegetación, metodología que hoy en día se encuentran en vigencia y es ampliamente utilizada (Allen et al. 1998). Los modelos físicamente basados han sido desarrollados principalmente para la simulación de los principales procesos fisiológicos de la vegetación a escala regional y global, dando especial importancia al balance de energía y flujos de CO2 con el fin de evaluar el cambio climático (Arora & Boer 2005 ;White et al. 2000). De la misma manera, los módulos de Transferencia Suelo-Vegetación-Atmósfera (SVAT) han sido pensados para simular dichos flujos pero continúan considerando la vegetación estática (Arora 2002 ; Dawes et al. 1997 ; Federer 1979). Las aproximaciones más recientes en modelización de la vegetación, continúan estando orientadas a cultivos, enfocando sus esfuerzos en la modelización dinámica de la vegetación (ALMANAC, (Kiniry et al. 1992) ; SWAT, (Arnold & Fohrer 2005 ; Neitsch et al. 2005 ; Arnold et al. 1998) ; SWAP, (Kroes & van Dam 2003). Dichos modelos están orientados a la gestión agrícola enfocándose en el crecimiento de los cultivos, practicas de irrigación, gestión de pesticidas y nutrientes, incluyendo un importante número de parámetros. Finalmente, continuando en la línea de la resolución del carácter estático de la vegetación, se han desarrollado y acoplado los modelos de Dinámica de la Vegetación y Superficie Terrestre (VDM-LSM). Los VDM-LSM son modelos físicamente basados, orientados a la modelización de los procesos fisiológicos de la vegetación como también al cálculo del balance de agua en el sistema. Sin embargo, estos requieren un gran número de variables de entrada y parámetros (Montaldo et al. 2005 ; Arora 2003 ; Nouvellon et al. 2000 ; Cao & Woodward 1998 ; Mackay & Band 1997 ; Dawes & Hatton 1993). El modelo HORAS nació de la necesidad de modelar la vegetación como un ente dinámico dentro del ciclo hidrológico, que presenta una clara dependencia con la humedad en el suelo y cuyo desarrollo se ve afectado no sólo por la restricción hídrica sino también por la influencia que ejerce la orientación de ladera. HORAS modela la vegetación que se desarrolla en zonas áridas y semiáridas, naturales o poco antropizadas. Todo lo anterior haciendo uso de la modelización de tipo conceptual donde serán simulados los principales procesos del ciclo hidrológico que involucran directamente a la vegetación, tales como intercepción, almacenamiento de agua en el suelo y evapotranspiración, vinculados al crecimiento/muerte de biomasa foliar, siendo esta última la variable de estado de mayor relevancia y objeto de esta investigación. La estructura del modelo HORAS consiste en una celda que posee dos niveles o tanques de almacenamiento conectados entre sí por un conducto distribuidor de agua El primer tanque corresponde a la intercepción, mientras que el segundo tanque, representa el agua almacenada en el suelo. En cada intervalo de tiempo la precipitación es distribuida a cada uno de los tanques a través del conducto distribuidor. El flujo de agua entre los tanques es función del agua almacenada en ellos, por lo que las variables de estado son los volúmenes almacenados en cada uno de los tanques. La función que relaciona el flujo con estas variables de estado depende del esquema conceptual adoptado, del tipo de tanque, de las características del suelo y del grupo funcional de vegetación que existe en la celda. El modelo HORAS se constituye entonces como un módulo independiente, de fácil ejecución, pocos parámetros y acoplable a un modelo conceptual hidrológico distribuido o agregado, cuyo potencial radica en modelar de forma versátil los procesos del ciclo hidrológico que involucran la vegetación, y esta en si misma. Además, puede ser una herramienta de planificación de usos del suelo, diseño de estrategias de reforestación y/o recuperación de zonas sometidas a algún tipo de perturbación, así como una herramienta de evaluación del cambio en la cobertura vegetal debido a cambios en las condiciones climáticas.

Mots clés : HUMEDAD DEL SUELO ; EVAPORACION ; TRANSPIRACION

Présentation et version intégrale (TESEO)

Page publiée le 18 décembre 2011, mise à jour le 12 février 2019