{"id":11132,"date":"2019-02-13T08:00:28","date_gmt":"2019-02-13T11:00:28","guid":{"rendered":"https:\/\/maderamen.com.ar\/desarrollo-forestal\/?p=11132"},"modified":"2019-02-01T19:30:01","modified_gmt":"2019-02-01T22:30:01","slug":"consumo-agua-bosque-subtropical","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/maderamen.com.ar\/desarrollo-forestal\/2019\/02\/13\/consumo-agua-bosque-subtropical\/","title":{"rendered":"Consumo de agua del bosque subtropical y de plantaciones forestales en el norte de Misiones"},"content":{"rendered":"

Durante las \u00faltimas tres d\u00e9cadas la superficie destinada a la forestaci\u00f3n en la provincia de Misiones se increment\u00f3 de 80.000 a 370.000 hect\u00e1reas. Sin embargo, los impactos de la intensificaci\u00f3n de esta actividad sobre la distribuci\u00f3n espacio-temporal de componentes del ciclo hidrol\u00f3gico no han sido evaluados hasta el momento. Investigaci\u00f3n presentada en el 4\u00ba Congreso Forestal Argentino y Latinoamericano Iguaz\u00fa 2013.<\/strong><\/p>\n

En este estudio se eval\u00faa la evapotranspiraci\u00f3n a diferentes escalas, desde individuo hasta ecosistema nativo y plantaciones forestales. El consumo de agua a nivel de individuo fue determinado aplicando el m\u00e9todo de disipaci\u00f3n de calor constante, tanto en \u00e1rboles del bosque nativo dentro del Parque Nacional Iguaz\u00fa como de plantaciones forestales de diferentes especies en el norte de Misiones (Pinus taeda, Araucaria angustifolia y Eucalyptus grandis).<\/p>\n

A escala de ecosistema, caracterizamos la evapotranspiraci\u00f3n (ET) mensual y anual utilizando el producto del sensor MODIS-Terra para el per\u00edodo 2000-2011. A nivel de individuo, el consumo de agua estuvo parcialmente determinado por el tama\u00f1o de los \u00e1rboles independientemente de la especie. A nivel de ecosistema y plantaciones forestales, la ETMODIS y la conductancia del dosel (gc) estuvieron determinadas por las variaciones en el d\u00e9ficit de saturaci\u00f3n del aire (DSA). En todos los sistemas estudiados, la ETMODIS diaria para cada mes aument\u00f3 con el incremento del DSA hasta 0.8 kPa, a partir del cual la ETMODIS disminuy\u00f3 debido a un posible control estom\u00e1tico y bajos valores de gc. Las plantaciones forestales analizadas, independientemente de su densidad y\/o edad no tuvieron una ETMODIS mayor que la del bosque nativo.<\/p>\n

Introducci\u00f3n<\/strong><\/h3>\n

El impacto que las plantaciones forestales tienen sobre el ciclo hidrol\u00f3gico es un tema de creciente inter\u00e9s tanto para el sector productivo como para la comunidad cient\u00edfica y la sociedad en su conjunto. En particular es relevante determinar si el consumo de agua (o la transpiraci\u00f3n anual total) son similares o superiores al de la vegetaci\u00f3n nativa. Este tema es importante en la provincia de Misiones, en donde durante las \u00faltimas tres d\u00e9cadas la superficie dedicada a la forestaci\u00f3n se increment\u00f3 de 80.000 a 370.000 has (Izquierdo et al. 2009), ocupando actualmente un 12% de la superficie provincial.<\/p>\n

El conocimiento de los mecanismos de regulaci\u00f3n del ciclo hidrol\u00f3gico es de suma importancia para poder planificar el uso de la tierra y el manejo sustentable del recurso agua. En regiones subtropicales como Misiones, la principal entrada de agua al ciclo hidrol\u00f3gico es en forma de precipitaci\u00f3n. Las precipitaciones anuales son de aproximadamente 2.000 mm distribuidas homog\u00e9neamente durante todo el a\u00f1o, lo que determina la ausencia de estacionalidad en las precipitaciones.<\/p>\n

Los cambios en el uso del suelo podr\u00edan tener importantes consecuencias en procesos y funciones ecol\u00f3gicas como la distribuci\u00f3n espacio-temporal del agua en los individuos, ecosistemas y a nivel regional. La caracterizaci\u00f3n de los mecanismos del balance del agua resulta, por lo tanto, de suma importancia para el manejo sustentable de las actividades forestales. El uso de informaci\u00f3n provista por sensores remotos ha surgido como una herramienta \u00fatil en el estudio de la din\u00e1mica espacio-temporal de la vegetaci\u00f3n y de procesos ecosist\u00e9micos.<\/p>\n

Por ejemplo, algunos modelos que utilizan datos satelitales permiten estimar la din\u00e1mica de la evapotranspiraci\u00f3n (ET), que es uno de los componentes m\u00e1s importantes del ciclo hidrol\u00f3gico. Uno de los modelos de ET m\u00e1s utilizados a nivel global es el producto mod16 del sensor MODIS-Terra, que usamos en este estudio. Actualmente no hay validaciones de este modelo para los bosques Argentinos. El objetivo de este trabajo fue realizar una validaci\u00f3n del producto de ET de MODIS con datos de consumo de agua obtenidos en el campo a nivel de individuo con m\u00e9todos ecofisiol\u00f3gicos y determinar si la ET en plantaciones de Eucalyptus grandis, Pinus taeda y Araucaria angustifolia son comparables a la de los bosques nativos.<\/p>\n

\u00a0\"cosumo<\/strong><\/h3>\n

Materiales y m\u00e9todos<\/strong><\/h3>\n

Se compararon poblaciones forestales de Pinus taeda, Eucalyptus grandis, Araucaria angustifolia y stands de bosques nativos dentro del Parque Nacional Iguaz\u00fa (Misiones, Argentina). Se utilizaron sensores de flujo que utilizan la t\u00e9cnica de calor de disipaci\u00f3n constante (Granier 1987) para determinar el consumo diario promedio de agua de cada una de las especies de las plantaciones forestales y de 10 especies dominantes del bosque nativo. Se midi\u00f3 el consumo de agua de 6 individuos por plantaci\u00f3n en forma simult\u00e1nea, mientras que en el bosque nativo se midieron entre 2 y 3 individuos por especie durante los a\u00f1os 2012 y 2013. En el bosque nativo se utilizaron datos de flujo de 142 d\u00edas, en la plantaci\u00f3n de P. taeda <\/em>del 2006 fueron 44 d\u00edas, en la plantaci\u00f3n de 1984 de A. angustifolia fueron 46 d\u00edas, y en la plantaci\u00f3n de 2001 de E. grandis 56 d\u00edas. Para poder realizar los c\u00e1lculos de flujo de agua se obtuvieron las \u00e1reas de xilema activo por individuo empleando la metodolog\u00eda descripta en Meinzer et al. (2001). La velocidad del flujo de agua, \u03bc (m s-1) se calcul\u00f3 usando la relaci\u00f3n emp\u00edrica obtenida por Granier (1987) y revalidada por Clearwater et al. (1999). El flujo de agua, F (l h-1) se obtuvo multiplicando \u03bc por el \u00e1rea de xilema activo.<\/p>\n

Mediante el flujo de agua por individuo se estim\u00f3 la transpiraci\u00f3n a nivel de stand (T, mm d\u00eda-1) multiplicando el promedio diario de flujo de agua por \u00e1rbol (l d\u00eda-1) obtenido a partir de las mediciones tomadas a campo por la densidad de individuos por unidad de superficie (m2). La densidad de individuos en las plantaciones forestales fue estimada en una parcela de 1000 m2 mientras que en el bosque nativo se realizaron 4 transectas de 100×10 m cuyos valores fueron promediados. En cada transecta, se identificaron y midieron todos los individuos mayores a 10 cm de di\u00e1metro a la altura del pecho (DAP). La evapotranspiraci\u00f3n total de cada sistema (ET, mm d\u00eda-1) fue calculada con los valores de T m\u00e1s los valores de agua interceptada por el dosel obtenidos en la bibliograf\u00eda para ecosistemas similares (Miralles et al. 2010).<\/p>\n

Para el bosque nativo y la plantaci\u00f3n de E. grandis <\/em>se consider\u00f3 un valor promedio de interceptaci\u00f3n del 18% de las precipitaciones anuales correspondiente a un bosque siempreverde latifoliado. Para las plantaciones de pino y araucaria se utiliz\u00f3 un valor promedio de 29% correspondiente a bosques de con\u00edferas (Miralles et al. 2010).<\/p>\n

Adem\u00e1s, se utilizaron im\u00e1genes satelitales del sensor MODIS-Terra (producto mod16A2) para analizar la evapotranspiraci\u00f3n real (ET) diaria de un per\u00edodo de 12 a\u00f1os (Mu et al. 2011). El producto mod16A2 posee una resoluci\u00f3n espacial de 1 km y temporal de 8 d\u00edas. Los valores de la ET se promediaron mensualmente para obtener un valor de ET diaria promedio para cada mes. Utilizando el Google Earth, se seleccionaron stands tanto de bosques nativos como de las plantaciones forestales con una extensi\u00f3n superior a las 10 hect\u00e1reas. Estas se caracterizaron por presentar el mismo tipo de suelo (tipo 9, Atlas de Suelo 1995) y topograf\u00eda (200-500 msnm). Los datos de las im\u00e1genes satelitales se extrajeron de los mismos sitios donde se realizaron las mediciones de campo con excepci\u00f3n de A. angustifolia. Los sitios fueron cotejados a campo y se seleccionaron aquellos en los cuales los p\u00edxeles tuvieron m\u00e1s del 85% de la cobertura estudiada.<\/p>\n

El procesamiento de las im\u00e1genes satelitales se realiz\u00f3 con el software ERDAS Imagine 9.1 y ArcGis 9.10. Se utiliz\u00f3 informaci\u00f3n de precipitaciones acumuladas, temperatura media y humedad relativa mensuales de la estaci\u00f3n meteorol\u00f3gica de Puerto Iguaz\u00fa (Aero) para calcular el D\u00e9ficit de Saturaci\u00f3n del Aire (DSA). Se estim\u00f3 la conductancia del dosel a partir de los valores satelitales de ET (mm d\u00eda-1) y el DSA (Pa) seg\u00fan Morris et al. (1998). Conjuntamente con los datos meteorol\u00f3gicos, se analizaron los determinantes de las variaciones estacionales de la ET mediante an\u00e1lisis de series temporales. Se realizaron correlaciones cruzadas entre la serie temporal del DSA y las series de ET del bosque nativo y de las plantaciones de P. taeda, E. grandis y A. angustifolia. Se emple\u00f3 el programa STATISTICA 6.0.<\/p>\n

\u00a0<\/strong>Resultados y Discusi\u00f3n<\/strong><\/h3>\n

– Consumo de agua diario por individuo y relaci\u00f3n con el di\u00e1metro del fuste<\/em><\/p>\n

Los patrones diarios de flujo de agua por individuo mostraron un aumento del flujo a la ma\u00f1ana con el aumento de la radiaci\u00f3n solar y de la demanda evaporativa y una disminuci\u00f3n durante la tarde alcanzando valores cercanos a cero durante la noche para todas las especies estudiadas (Figura 1). Se observaron variaciones en el consumo diario dependiendo de la especie y del tama\u00f1o de los individuos medidos. El consumo de agua diario (que corresponde a la integraci\u00f3n de los valores debajo de la curva de flujo durante todo el d\u00eda) aument\u00f3 linealmente con el di\u00e1metro del fuste (DAP) cuando se consideraron todas las especies estudiadas, tanto nativas como forestales (y = -2.74 * 0.95x , R2 = 0.32, p < 0.005).<\/p>\n

– Comparaci\u00f3n de la ET estimada del consumo de agua por individuo y por la informaci\u00f3n de las im\u00e1genes de sat\u00e9lite<\/em><\/p>\n

Los valores de ETflujo diario y ETMODIS (mm a\u00f1o-1) se incluyen en la Tabla 1. Tanto el bosque nativo como las plantaciones de P. taeda tuvieron valores de ET dentro del mismo orden de magnitud usando ambas metodolog\u00edas. Sin embargo, para A. angustifolia y E. grandis, los valores estimados a nivel de individuo fueron menores que los estimados mediante las im\u00e1genes de sat\u00e9lite. Esto podr\u00eda deberse al substancial desarrollo del sotobosque, que incluye tanto especies arb\u00f3reas como arbustivas (Piper spp., Cecropia pachystachya y Trema micrantha, entre otras) que alcanzan alturas intermedias del dosel y que se desarrollan naturalmente. Adem\u00e1s, se observ\u00f3 una abundante cantidad de helechos y gram\u00edneas.<\/p>\n

El flujo de agua de las especies del sotobosque no fue medido. Actualmente, se est\u00e1n realizando m\u00e1s mediciones de flujo de agua por individuo para poder tener una mejor descripci\u00f3n de las variaciones del consumo de agua intra anuales para todas las especies estudiadas. Este es el primer trabajo en Argentina que intenta validar la ET del sensor MODIS con datos de flujo de agua, y uno de los pocos a nivel mundial.<\/p>\n

– Variaciones estacionales e interanuales de ET estimados con sensores remotos<\/em><\/p>\n

La precipitaci\u00f3n media mensual fue relativamente constante durante todo el a\u00f1o con un promedio mensual de 171 mm para el per\u00edodo 2000 a 2011. El rango de variaci\u00f3n fue de 75 a 273 mm mensuales pero en la mayor\u00eda de los meses las precipitaciones oscilaron entre 100 y 220 mm mensuales. Se pueden observar disminuciones de corto plazo en las precipitaciones durante 4 meses consecutivos en los a\u00f1os 2002, 2007, 2009 y el 2010 que generaron sequ\u00edas de cierta magnitud. El d\u00e9ficit de saturaci\u00f3n del aire (DSA), que es una medida de demanda evaporativa de la atm\u00f3sfera, present\u00f3 variaciones estacionales marcadas con una disminuci\u00f3n durante los meses de invierno, en particular durante Junio y Julio llegando a valores de 0.2 kPa. Mientras que los valores alcanzados durante el verano fueron de aproximadamente 0.8 a 1.0 kPa.<\/p>\n

La ETMODIS disminuy\u00f3 durante el invierno y aument\u00f3 durante el verano consistente con las variaciones de DSA. Aunque la serie temporal de ETMODIS en plantaciones de P. taeda fue m\u00e1s corta, tambi\u00e9n se observaron marcadas variaciones estacionales.<\/p>\n

En los cuatro sistemas estudiados, el promedio de ETMODIS diario para cada mes aument\u00f3 con el DSA, alcanzando su m\u00e1ximo valor alrededor de 0.8 kPa. A partir de ese umbral se observ\u00f3 una leve disminuci\u00f3n en la ETMODIS con el aumento de los valores de DSA en cada uno de los sistemas estudiados (Figura 3). Esto podr\u00eda ser consecuencia de un cierre estom\u00e1tico parcial a altos niveles de demanda evaporativa en las especies estudiadas. Es necesario resaltar que los valores de DSA son promedios diarios para cada mes. Los valores m\u00e1ximos instant\u00e1neos fueron mucho m\u00e1s altos, alcanzando valores de hasta 4.5 kPa al mediod\u00eda durante los meses de primavera y verano.<\/p>\n

Tanto las especies del bosque nativo como la de las plantaciones exhibieron este mismo comportamiento independientemente de las diferencias en la composici\u00f3n espec\u00edfica y en la arquitectura de los sistemas. Las funciones de correlaciones cruzadas mostraron los mayores valores de correlaci\u00f3n cuando se realiz\u00f3 el an\u00e1lisis con un mes de retardo en las series de ETMODIS con respecto al DSA, en el bosque nativo (0.9), seguido por E. grandis. (0.76) y por \u00faltimo A. angustifolia (0.75).<\/p>\n

En tanto que en P. taeda, <\/em>ambas series estuvieron fuertemente acopladas (sin retardo). Esta similitud en las relaciones funcionales entre DSA y ETMODIS para todos los sistemas de estudio tambi\u00e9n se observ\u00f3 cuando se grafic\u00f3 la conductancia del dosel (gc) en funci\u00f3n del DSA. En cada caso, el gc disminuy\u00f3 exponencialmente con el aumento del DSA.<\/p>\n

\"cosumo
Forestacion de pino en misiones<\/figcaption><\/figure>\n

Conclusiones y recomendaciones espec\u00edficas<\/strong><\/h3>\n

A nivel de individuo, el consumo de agua fue parcialmente dependiente del tama\u00f1o del \u00e1rbol independientemente de la especie. A nivel del ecosistema, la ETMODIS y la gc estuvieron fuertemente determinadas por las variaciones en el DSA en todos los sistemas. Las plantaciones forestales, independientemente de su densidad y\/o edad no tuvieron una ETMODIS mayor que el bosque nativo estudiado (que tiene una alta densidad de individuos por hect\u00e1rea y una alta diversidad de especies).<\/p>\n

La ETMODIS aument\u00f3 hasta un valor de demanda evaporativa media diaria de 0.8 kPa de DSA, umbral a partir del cual disminuy\u00f3 en todos los sistemas. Este comportamiento reflejar\u00eda el control estom\u00e1tico de las p\u00e9rdidas de agua por transpiraci\u00f3n a nivel de individuo cuando la demanda evaporativa excede un determinado umbral, sumado a la disminuci\u00f3n de la gc a nivel de ecosistema con el aumento del DSA. A pesar de que se analizaron sistemas muy diferentes como bosques nativos y distintas plantaciones forestales, la disminuci\u00f3n de la gc con el aumento del DSA fue similar en todos los casos.<\/p>\n

La ET es uno de los componentes m\u00e1s importantes del ciclo hidrol\u00f3gico. Si bien los resultados muestran que la ETMODIS es similar en bosque nativo y plantaciones, hay otros componentes del ciclo hidrol\u00f3gico que deben determinarse antes de estimar el impacto de las forestaciones. Por ejemplo, las p\u00e9rdidas por interceptaci\u00f3n (agua de lluvia que es retenida temporariamente en el dosel y vuelve a la atm\u00f3sfera al evaporarse), las tasas de infiltraci\u00f3n y escorrent\u00eda (que pueden variar con el manejo en las plantaciones al realizar tareas que implican la compactaci\u00f3n del suelo y la remoci\u00f3n de capas superficiales del mismo) y el agua que retiene transitoriamente el sotobosque (incluyendo la vegetaci\u00f3n y la hojarasca).<\/p>\n

Adem\u00e1s, el impacto que las plantaciones forestales pueden tener depende del contexto en el cual se desarrollan ya que no ser\u00eda similar en ecosistemas de sabanas o pastizales en donde el reemplazo es de especies nativas herb\u00e1ceas por especies le\u00f1osas, a veces bajo condiciones ambientales con per\u00edodos largos de sequ\u00eda. Adem\u00e1s, ser\u00eda interesante evaluar el impacto que diferentes manejos pueden tener en el balance h\u00eddrico. En particular, hay una tendencia en las plantaciones destinadas a pulpa a acortar los turnos de corte y plantar a altas densidades, mientras que en las plantaciones destinadas a obtener madera se va disminuyendo la densidad de la plantaci\u00f3n a trav\u00e9s de los raleos.<\/p>\n

En el an\u00e1lisis de estos mecanismos, es importante distinguir la respuesta a distintos niveles de organizaci\u00f3n. Por ejemplo, a nivel de individuo un \u00e1rbol m\u00e1s grande consumir\u00eda m\u00e1s agua mientras que a nivel de ecosistema o rodal, la menor densidad de individuos no necesariamente resultar\u00eda en un mayor consumo de agua total. Los mecanismos de regulaci\u00f3n del balance h\u00eddrico a nivel de individuo y de ecosistema son muy diferentes y comprenderlos es muy importante para predecir el efecto del cambio en el uso de la tierra y del manejo de los rodales.<\/p>\n

Autores. PM Cristiano, SA Rodr\u00edguez, N Madanes y L Oliva Carrasco (los cuatro del Laboratorio de Ecolog\u00eda Funcional- EGE, FCEyN UBA); PI Campanello, D di Francescantonio, M Kostlin, C Trentini, O Lezcano (los cinco del Laboratorio de Ecolog\u00eda Forestal y Ecofisiolog\u00eda, Instituto de Biolog\u00eda Subtropical – CONICET, Facultad de Cs Forestales, UNaM); FG Scholz y SJ Bucci (Grupo de Estudios Biof\u00edsicos y Ecofisiol\u00f3gicos – FCN, Universidad Nacional de la Patagonia SJB); y G Goldstein (Laboratorio de Ecolog\u00eda Funcional- EGE, FCEyN UBA y Department of Biology, University of Miami, Estados Unidos).<\/p>\n

Leer: Uso de cuatro t\u00e9cnicas de preparaci\u00f3n de terreno en el sudoeste de Corrientes y sus resultados tras 13 a\u00f1os<\/a><\/p>\n

Foto: Archivos Desarrollo Forestal.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Durante las \u00faltimas tres d\u00e9cadas la superficie destinada a la forestaci\u00f3n en la provincia de Misiones se increment\u00f3 de 80.000 a 370.000 hect\u00e1reas. Sin embargo, los impactos de la intensificaci\u00f3n de esta actividad sobre la distribuci\u00f3n espacio-temporal de componentes del ciclo hidrol\u00f3gico no han sido evaluados hasta el momento. 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