EFECTO DE LA ESTRUCTURA DE LA COPA EN LA PARTICIÓN DE LLUVIA EN TRES ESPECIES ARBUSTIVAS EN CLIMA SEMIÁRIDO

EFECTO DE LA ESTRUCTURA DE LA COPA EN LA PARTICIÓN DE LLUVIA EN TRES ESPECIES ARBUSTIVAS EN CLIMA SEMIÁRIDO (Libro en papel)

Editorial:
UNIVERSIDAD DE ALMERÍA
Año de edición:
Materia
Ciencias de la tierra
ISBN:
978-84-8240-818-7
Páginas:
435
Encuadernación:
Otros
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La vegetación ejerce una marcada influencia en el patrón de la lluvia que alcanza el suelo. La partición de lluvia es el proceso por el cual la lluvia puede modificar su trayectoria al ser interceptada por la copa de una planta (intercepción). Una vez interceptada se acumula en la copa (almacén) pudiendo seguir tres vías: evaporarse (evaporación o pérdidas por intercepción), gotear desde la copa (goteo), o circular por las ramas hasta la base del tallo o tronco (escorrentía cortical). La lluvia también puede atravesar la copa sin entrar en contacto con ella, es la denominada trascolación libre, y junto con el goteo constituye la trascolación.
La evaporación supone una pérdida de agua para la planta. La trascolación libre y el goteo permanecen un las capas superiores del suelo. En cambio, la escorrentía cortical se infiltra por la interfase raíz-suelo hasta estratos más profundos del suelo, en donde queda a salvo de la evaporación y almacenado en el entorno de las raíces (Pressland, 1976; Nulsen et al., 1986; Martínez-Mesa & Whitford, 1996). De esta manera queda directamente accesible para la planta. La partición de lluvia produce una redistribución de la lluvia bajo la copa que puede ser de gran importancia para la supervivencia de la planta en condiciones de estrés hídrico.
En zonas de clima semiárido el agua es el principal factor limitante. Por ese motivo la vegetación se contrae, reduciendo su tamaño y adoptando un patrón de distribución espacial disperso, en donde manchas de vegetación (islas) aparecen rodeadas de suelo desnudo o plantas efímeras (claros o calvas). Las islas de vegetación forman una unidad funcional con los claros adyacentes, en donde éstos actúan como fuentes de agua y las islas de vegetación como sumideros (Puigdefábregas, 2005).
A escala de isla de vegetación, la estructura de la copa es el compromiso que adopta la planta para dar solución a sus múltiples necesidades: fotosíntesis, reproducción, protección frente a las pérdidas por evapotranspiración, viento, herbivoría, radiación solar, etc. Como el agua es uno de los principales factores limitantes en las zonas de clima semiárido, la estructura de la copa podría jugar un papel importante en el aprovechamiento de los escasos eventos lluviosos, favoreciendo la redistribución de la lluvia por la vía que mejor pueda ser aprovechada por el sistema radicular de la planta. En este sentido, la primera cuestión que se plantea la presente Tesis Doctoral es: ¿redistribuyen el agua de lluvia las plantas de clima semiárido de acuerdo con el tipo de sistema radicular que poseen?
Pero la estructura de la copa es dinámica: cambia a lo largo de la vida de la planta, lo que sugiere que la partición de lluvia también debe cambiar. Las plantas jóvenes son más vulnerables a la escasez de precipitaciones porque tienen un sistema radicular menos desarrollado y concentrado en la base de la planta. Para superar esta limitación podrían potenciar el aprovisionamiento de agua en el entorno de las raíces, favoreciendo la redistribución de la lluvia vía escorrentía cortical. La segunda cuestión que aborda este estudio es: ¿son las plantas jóvenes más efectivas colectando la lluvia vía escorrentía cortical?
Las zonas áridas se caracterizan por una alta variabilidad interanual en la cantidad y distribución de las precipitaciones. Si después de una serie de años húmedos las plantas leñosas se han desarrollado demasiado, durante los periodos más secos algunos individuos o partes de ellos morirán para ajustar su biomasa transpirante al agua disponible (Walter, 1977). Desde la óptica de la partición de lluvia, esta biomasa muerta aumentará la evaporación del agua de lluvia interceptada, disminuyendo el suministro de agua. Sin embargo, en algunas especies como Anthyllis cytisoides o Stipa tenacissima las ramas muertas o la hojarasca respectivamente, permanecen largo tiempo en la copa sin desprenderse. Este hecho sugiere que la biomasa muerta debe estar aportando algún beneficio a la planta: ¿podría actuar la biomasa muerta que permanece en la copa como una superficie suplementaria de recolección de lluvia?
El conocimiento de los procesos hidrológicos que operan a escala de planta es crucial para comprender el funcionamiento de los heterogéneos paisajes de zonas semiáridas (Domingo et al., 1998). Sin embargo, se conoce poco como es la dinámica de la partición de lluvia. ¿Cómo ocurre este proceso durante el mojado y el secado de la planta?, ¿cuánto debe llover para que se inicien los flujos?, ¿qué efecto tiene la existencia de viento?, ¿qué características de la copa están implicadas en el reparto? Para responder a estas preguntas, por un lado, se tendrá presente que los factores claves que determinan la partición de lluvia son i) la estructura de la copa, ii) la intensidad y duración de la precipitación y iii) las variables micrometeorológicas. Y por otro, se hará un seguimiento minucioso de la dinámica del proceso y emplearán técnicas de modelización.
A pesar de su importancia para la supervivencia de la planta en climas semiáridos, los procesos de partición de lluvia se han estudiado principalmente en formaciones arbóreas relativamente homogéneas, de cubierta continua y en muchos casos monoespecíficas de zonas templadas y tropicales, (Horton, 1919; Kittredge et al., 1948; Law, 1956; Rutter, 1963; Zinke, 1967; Herwitz, 1985; Crockford et al., 2000; Levia, 2004). Se ha prestado poca atención a otros tipos de vegetación, como arbustos y herbáceas, debido a la dificultad que supone medir en ellos los flujos de partición de lluvia (Belmonte & Romero, 1994), especialmente si se desea separar el goteo y la escorrentía cortical.
Con el ánimo de contribuir a superar estas deficiencias, los objetivos que se plantea esta tesis son investigar i) cómo varía la partición de lluvia en función de la especie, la edad o el estado de la planta y ii) qué propiedades de la copa determinan el proceso. Concentraremos nuestra atención principalmente en la escorrentía cortical y el goteo. De forma secundaria se explorará como afectan algunas variables ambientales como la intensidad y duración de la precipitación, o el viento. Estos objetivos contribuirán a mejorar el conocimiento del proceso de partición a escala de evento y su variación a lo largo del ciclo vital de la planta. Para ello, se caracteriza la estructura de la copa de individuos de diferente edad (tamaño) y estado (vigorosa/senescente) pertenecientes a las tres especies estudiadas (Retama sphaerocarpa, Anthyllis cytisoides y Stipa tenacissima). En estos mismos individuos, se realiza un seguimiento minucioso de todos los componentes de la partición durante los periodos de lluvia y secado utilizando lluvia simulada. Las propiedades de la copa implicadas en el reparto se identifican, desde dos perspectivas: i) las propiedades de la copa relacionadas con los volúmenes finales de partición, y ii) las propiedades de la copa relacionadas con la dinámica de la partición, sirviéndonos en e