Química (Mag.)

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    Balance de carbono, energía y productividad ecosistémica en la amazonía occidental empleando el método de flujos turbulentos
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-09-03) Casimiro Soriano, Enzo Martín; Cosio Caravasi, Eric Gabriel
    Se empleó el método de covarianza de flujos turbulentos para la determinación de flujos netos de carbono, respiración ecosistémica y productividad primaria bruta del bosque amazónico, en la región Madre de Dios, desde noviembre de 2016 (temporada lluviosa) hasta octubre de 2018 (temporada seca). Para ello, se utilizó un sistema compuesto por un anemómetro sónico, un analizador de gases infrarrojo, sensores de radiación, humedad y temperatura ubicados sobre una plataforma, a 46 metros, sobre el dosel del bosque. La compilación, procesamiento y análisis de datos se realizó empleando el lenguaje de programación R y los softwares comerciales Eddy Pro y TOVI. Se registró un 78,30 % de datos válidos en un periodo efectivo de 541 días. Las temperaturas promedio del aire oscilaron entre 21,6 y 25,6 °C y la humedad relativa alrededor de 80%. La distribución de patrones de viento mostró una dirección predominante hacia el NO y velocidades entre 0,1 a 1,4 ms-1. El principal indicador de presencia de turbulencias, u*, registró un valor promedio de 0,31 m.s-1 durante el día y 0,14 m.s-1 nocturno. Durante el día, los picos de temperatura, velocidad de viento y temperatura, así como el mínimo de %RH, se dieron entre las 12:00 y 14:00 h. Por otra parte, los flujos de radiación de onda corta oscilaron alrededor de 300 W.m-2 y para la onda larga en -40 W.m-2, con valores más altos durante las temporadas secas. Para la temporada húmeda 2016-2017, se registró un flujo neto de radiación de 156,98 W.m-2 y en la temporada seca, 137,76 W.m-2. En la temporada 2017-2018, la radiación neta fue 151,20 W.m-2 en el periodo lluvioso y 139,81 W.m-2 en el periodo seco. La Radiación Fotosintéticamente Activa (PAR) registró un promedio diario entre 300 y 400 μmol.m-2.s-1. La distribución diaria indica que el bosque recibió radiación entre las 06:00 y 18:00 h, alcanzando picos máximos alrededor del mediodía. Durante las noches, el bosque se comportó como un emisor de radiación. El análisis determinó un flujo de CO2 promedio diario en -5 μmol.m-2.s-1 para las temporadas húmedas y -4 μmol.m-2.s-1 en las temporadas lluviosas. En los flujos de almacenamiento de CO2, se registraron valores de 2,03 μmol.m-2.s-1 en las temporadas húmedas y 1,3 μmol.m-2.s-1 en las temporadas secas. El Intercambio Neto Ecosistémico (NEE) osciló entre -2 y -1 μmol.m-2.s-1. El comportamiento diario, influenciado por la actividad de la capa límite, indicó que el bosque se comporta como sumidero de carbono durante el día y emisor durante las noches. Entre las 6:00 h y 08:00 h, la generación de turbulencias por ingreso de radiación solar en la capa límite atmosférica, generó un pulso de CO2 con un máximo entre 6 y 9 μmol.m-2.s-1. En el análisis de flujo y balance de energía se evaluó el calor sensible (H) y calor latente (LE). A escala mensual, H fluctuó alrededor de 20 W.m-2 y LE alrededor de 60 W.m-2, con mayores valores durante las temporadas húmedas debido a la mayor nubosidad, disponibilidad de H2O y menor ingreso de radiación. A nivel diario, por presencia de radiación solar, el mayor flujo de calor se registró durante el día y los picos se alcanzaron al mediodía. El balance de energía, como correspondencia entre la radiación neta y H+LE, mostró rectas con pendientes entre 0,70 y 0,80. La pérdida en el balance de energía fue causado por errores en la instrumentación, muestreo, aplicación del filtro de turbulencias y la existencia de reservas de energía verticales que no se consideraron puesto que no fueron registradas por los equipos. El cálculo de la respiración ecosistémica nocturna (R) se determinó de la regresión hiperbólica cuadrática en la relación del NEE y PAR. Durante el periodo 2016-2017, R se situó en el intervalo de 9,49 a 11,84 μmol.m-2.s-1, mientras que en 2017-2018, estuvo entre 7,03 y 7,88 μmol.m-2.s-1. La respiración fue más intensa durante las temporadas lluviosas debido a la promoción de la respiración heterotrófica y mayor humedad del suelo. La productividad primaria bruta (GPP) se calculó como la diferencia entre los valores de NEE y R. El cálculo mostró una fijación anual neta de 44,86 toneladas de C por hectárea en el periodo 2016-2017 y 45,92 toneladas por hectárea durante 2017-2018. El impacto de las variables micrometorológicas y fisiológicas, incluyendo posibles errores por falta de continuidad de datos, pudieron afectar los promedios calculados en GPP. Finalmente, se modeló el comportamiento de la R en función de la temperatura máxima diaria en cada temporada. Los resultados mostraron notable aproximación a los resultados experimentales, por lo que existe la posibilidad de ampliar este campo en la búsqueda de predecir el comportamiento del bosque en el futuro.