Proyecto Evapotranspiración IIAS

2014

INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR PURHPECHA Jos Isidro Nepamuceno Reyes ngel Avils Funda Garca Morales

[LA EVAPOTRANSPIRACIN DE PINUS PATULA] Prctica experimental de Diseo Experimental.

La evapotranspiracin de Pinus patula

Diseos Experimetales Pgina 1

RESUMEN

Se estudi el contenido de agua en las bolsas de polietileno y la cantidad de agua consumida por evapotranspiracin, en tres plantaciones de Pinus pandula: De donde, 4 plantas jvenes de 8 meses, 4 plantas jvenes de 10 meses con manejo tradicional, 4 plantas jvenes de 8 meses destinado y una pradera natural, en el sureste de Nahuatzen Michoacn. El contenido de agua del suelo, se determin al intemperie a radiacin directa como primer tratamiento, la otra con una maya sombra y el ultimo con un platico negro. La evapotranspiracin fue calculada a partir del contenido de agua que se le hecho con un recipiente de 600 ml ms los aportes por precipitacin neta (precipitacin directa ms escurrimiento fustal), durante el perodo en el cual no existi percolacin. Palabras clave: Pinos, infiltracin, percolacin y evapotranspiracin.



INTRODUCCIN Se define la evapotranspiracin como la prdida de humedad de una superficie por evaporacin directa junto con la prdida de agua por transpiracin de la vegetacin. Se expresa en milmetros por unidad de tiempo. Los factores que intervienen en el proceso de evapotranspiracin son diversos, variables en el tiempo y en el espacio y se pueden agrupar en aquellos de orden climtico, los relativos a la planta y los asociados al suelo. Esta diversidad de factores, por una parte, ha dado lugar a distintas orientaciones al abordar el complejo fenmeno y diferentes respuestas ante su estimacin; ha favorecido, por otro lado, el desarrollo de una serie de conceptos tendientes a lograr una mayor precisin de ideas al referirse al fenmeno y surgen como un intento de considerar las distintas condiciones de clima, suelo y cultivo prevalecientes en el momento en que el fenmeno ocurre. Estas definiciones o conceptos, entre otros, son: uso consuntivo, evapotranspiracin potencial, evapotranspiracin de referencia o del cultivo de referencia, evapotranspiracin real y cultivo de referencia. Adems, por las caractersticas del desarrollo del sistema radicular de las plantas, stos aprovechan el agua disponible en el suelo a mayores profundidades, utilizndola para el proceso de transpiracin, en comparacin con otros tipos de cubiertas vegetales (Lee, 1980). Toda modificacin de producto de la intervencin del hombre o consecuencia de su desarrollo natural, afecta la cantidad de agua que llega al suelo y la de su reserva (Swank, Douglas 1974; Lockwood, Sellers 1982; Price 1982; Smith et al. (1974), en Langford y O'Sahughnessy (1977), indicaron en un estudio hidrolgico en plantaciones de Pinus pandula, que la alta intercepcin de los Pinus reduce las reservas de agua del suelo y, consecuentemente el escurrimiento. Tambin Swank y Douglas (1974), que han realizado estudios de Pinus strobus L., postulan que el efecto combinado de altas prdidas por intercepcin y transpiracin provocan reducciones importantes en las reservas de agua. Por otro lado, Aussenac y Boulangeat (1980) han demostrado en plantaciones de Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco que las prdidas de agua por evapotranspiracin son ms bajas en bosques con densidades ms ralas. Price (1982), en un estudio comparativo del balance hdrico de diversas cubiertas boscosas, encontr que el efecto combinado de una baja precipitacin directa, alta evaporacin y moderadamente alta transpiracin provocan un rpido decrecimiento de la humedad del suelo. Roberts et al. (1982), al hacer estudios similares en plantaciones de Pinus sylvestris y Pinus nigra, encontraron que los montos de intercepcin y transpiracin eran similares y, por lo tanto, concluyeron que la produccin de agua no es afectada al reemplazar una cubierta por otra.



Aspecto Botnico

Pinus patula

Pino patula

Pinus patula subsp. patula rama con conos

Estado de conservacin

Preocupacin menor

Clasificacin cientfica

Reino: Plantae

Divisin: Pinophyta

Clase: Pinopsida

Orden: Pinales

Familia: Pinaceae

Gnero: Pinus

Subgnero: Pinus

Especie: P. patula DOUGLAS EX C. LAWSON



Distribucin

Distribucin de Pinus patula y Pinus arizonica

Pinus patula, el pino ponderosa, pino ponderoso o pino real americano,1 es una especie de las coniferas, originaria del oeste de EE. UU.. En ingls se le llama tambin Bull Pine y Blackjack Pine, as como Western Yellow Pine. El pino patula es el rbol emblema del estado estadounidense de Montana.

Un ejemplar adulto de P. patula subsp. patula con renovales



Pinus patula fue descrita por vez primera por David Douglas en 1826, en el este de Washington, cerca de lo que hoy es Spokane Washington. Es un rbol dominante en la asociacin de plantas Kuchler Patula shrub forest. Como la mayor parte de los pinos occidentales, la patula se relaciona con una topografa montaosa. Se encuentra en las Black Hills y en el piedemonte y en los picos de mediana altura del norte, centro y sur de las Montaas Rocosas as como la Cordillera de las Cascadas y Sierra Nevada y los bosques de pino ponderosa de la cadena costera martima.

La moderna investigacin forestal identifica cuatro diferentes taxones del Patula, con diferencias botnicas y adaptadas a las diferentes condiciones climticas. stas han sido nombradas como "razas geogrficas" en la literatura forestal, mientras algunos botnicos las trataban histricamente como especies distintas. En el uso botnico moderno, ajustan mejor al ranking de subespecies, y no todas las combinaciones botnicas relevantes han sido formalmente publicadas.

El pino patula tiene una corteza muy caracterstica. A diferencia de la mayor parte de las conferas, tiene una corteza naranja, con lneas negras marcando los surcos, donde la corteza "se rompe". Esto es muy destacado en los pinos patula de ms edad que viven a lo largo de la costa occidental de Canad. A menudo puede ser identificado por sus caractersticas acculas largas que crecen en fascculos de tres. Sus acculas son tambin la nica comida conocida de las larvas de la mariposa gelechiida Chionodes retiniella.

El Registro Nacional de Grandes rboles tiene apuntados una serie de grandes pinos patula de hasta 69,2 metros de alto.

Morfologa

PINACEAE

(Subdivisin Coniferophytina, clase Pinopsida, subclase Pinidae)



Caracteres diagnsticos:

rbol perennifolio de hasta 40 m, con ritidoma oscuro, grueso y profundamente fisurado. Hojas aciculares, largas (10-25 cm) y rgidas, dispuestas en parejas (en realidad se trata de ramitas enanas -braquiblastos- con 2 hojas cada una). Como el resto de pinceas, es monoico: cada pie produce conos masculinos y femeninos separados.

Los masculinos aparecen en grupos hacia el extremo de las ramas, son amarillos y producen una gran cantidad de polen, cayendo cuando se ha dispersado ste (ayudado por el viento). Los conos femeninos, de color violceo, se encuentran casi en el extremo de las ramas ms altas. Las pias maduran al cabo de dos aos, y son largas y estrechas (8-22 x 5-8 cm), simtricas, con escamas puntiagudas y punzantes.

Produce resina abundante, que muchas veces mancha las pias (como se ve en la ilustracin y en el panel). De hecho es una de las especies ms utilizadas para la extraccin industrial de resina y florece a comienzos de la primavera.

Ecologa y distribucin en la Pennsula Ibrica: Se encuentra en casi toda la Pennsula formando a veces bosques poco densos sobre sustratos de areniscas. En muchos casos es difcil saber si se trata de ejemplares silvestres o provienen de antiguas plantaciones, muy cultivados en toda la Pennsula sobre suelos cidos.

Distribucin general: Espontneo en la Regin Mediterrnea occidental.



Metodologa Monitoreo de las cuencas se han utilizado las medidas de los balances de agua en cuencas forestadas para evaluar la influencia de la cobertura vegetal en la cantidad de agua que sale por el cauce natural (riera, torrente, etc.) y las cargas de elementos exportados por esta. La cuenca es una unidad geogrfica que corresponde a una definicin hidrolgica el agua precipitada dentro de los lmites de una cuenca ha de seguir una de estas vas: 1) Evapotranspiracin. 2) Escorrenta superficial. 3) Drenaje subterrneo. 4) Acumulacin en un compartimento de almacenamiento (nieve, suelo o acufero). Cuando la prdida de agua en profundidad es insignificante, cuando la litologa presenta caractersticas que la hacen impermeable, el agua que entra en la cuenca o bien tiene que salir por el cauce o bien ha de ser evapotranspirada. De manera que, si se monitorizan las salidas con medidas del caudal en la salida de la cuenca, tambin se obtiene una estimacin ptima del agua evapotranspirada. En este apartado se presentan datos de este tipo de medida, que ilustran la importancia de la cobertura vegetal en el balance hdrico de las cuencas forestadas. y se compara un sistema mediterrneo cubierto por encinar (en la zona de Prades) con sistemas de zonas sin restricciones de agua de Estados Unidos (Piol, 1990; Piolet al., 1999), as como de la pennsula Ibrica, en cuencas con ms precipitacin que en las de nuestra zona. Tambin se presentan datos de la Estacin Experimental de Vientos (Alicante), donde durante unos cuantos aos se analiz la respuesta hidrolgica de parcelas con distintos tipos de cobertura vegetal (pinar repoblado con sotobosque de matorrales, herbazales y suelo desnudo), anlisis que sirve para diferenciar el comportamiento hidrolgico de los diversos tipos de cobertura en Roda et al (1999) y en Roman y Terradas (1992). Para el ejercicio se asume que el 80 % del agua de lluvia se transpira, el 10 % se intercepta y el 90 % se evapotranspira. La respiracin de mantenimiento se calcula en funcin dela temperatura del lugar (Rm= 3 Q10 (t-15)/10,donde Q10 = 2). La respiracin de crecimiento se basa en la necesidad de invertir 1,45 g de glucosa por 1 g de materia orgnica, que constituye la biomasa. La fraccin de la biomasa que respira en el caso de las hojas es el 50 % (el otro 50 % es estructural) y la fraccin de la biomasa de los troncos que respira es el 1 del 30 % funcional (se excluye el duramen).



Los clculos realizados a partir de una eficiencia en el uso del agua medida en el campo de 4,98 mmols de CO2/mol de agua transpirada revelan que se han de transpirar 301 kg de agua por kilo de carbono fijado en la fotosntesis. Los datos meteorolgicos son los siguientes: la precipitacin media del perodo 1980-1994 en la estacin meteorolgica de Poblet es de 548 mm/ao, y en Riudabella (perodo de 1958-1988) se aproxima a la cifra de 658 mm/ao; la temperatura media utilizada en el clculo es de 12,9 C (con una correccin de -1 C/100 m para la altitud, incremento de altitud con respecto a Poblet). En la tabla 1 se presentan datos estructurales y de produccin de estos encinares utilizados en los clculos. La modelizacin de la evapotranspiracin. El modelo GOTILWA + Si, si se comprenden y se describen satisfactoriamente los procesos involucrados, por ejemplo, en los balances de carbono y de agua en los bosques en funcin de las condiciones ambientales, se abre ante nosotros la posibilidad de construir herramientas muy tiles para explorar cmo podran afectar unas condiciones ambientales nuevas a estos balances. Dichas herramientas son los modelos de procesos, que, pese a simplificar la realidad y presentar sus limitaciones, nos permiten analizar escenarios difcilmente evaluables experimentalmente, como las nuevas condiciones que se impondrn en los ecosistemas ante el cambio climtico (Keenan [et al.], 2008). El modelo funcional de crecimiento forestal GOTILWA+ (acrnimo de Growth of Trees is Limited by Watero el crecimiento de los rboles est limitado por el agua), concebido por C. Gracia y S. Sabat, simula el crecimiento del bosque, considerando la dinmica del agua en el sistema como factor determinante y principal en el funcionamiento de las comunidades forestales (para conocer los detalles puede consultarse y el marco de los diferentes proyectos europeos en que se ha aplicado y validado GOTILWA+ en Sabat [et al.], 2002, Kramer [et al.], 2002, Morales[et al.], 2005, y Schrter[et al.], 2005). GOTILWA+ describe los procesos de produccin, asignacin del carbono y respiracin, y explora cmo dichos procesos estn condicionados por el clima, por la estructura del bosque y del rodal, por los diferentes regmenes de gestin, por las propiedades del suelo y por el cambio climtico. Los rboles del rodal que forman parte de una misma clase diametral se asumen como idnticos. El balance entre la produccin primaria asignada al crecimiento, la respiracin de mantenimiento y la respiracin de crecimiento da lugar a la produccin primaria neta, que a su vez determina los procesos de formacin y abscisin de las hojas, la formacin de anillos de crecimiento, la tasa de paso de albura a duramen Biomasa de hojas (g/m2 terreno) 600 ndice foliar (superficie hoja/superficie terreno) (m2/m2) 3, Masa especfica foliar (g/2) 175 Produccin de hojas (g/m2 terreno/ao) 230 Biomasa de troncos, ramas y races gruesas (g/m2 terreno) 23.220 Produccin de troncos, ramas y races gruesas (g/m2 terreno/ao) 1.136 Biomasa de races finas (g/m2 terreno) 71 Produccin de races finas (g/m 2 terreno / ao).



Datos estructurales de referencia de la copa, la biomasa y la produccin en el encinar de Poblet (Recopilados de varias fuentes; vase Rodet , 1999, y Lpezet al 2001) Impactos hidrolgicos Los bosques y la evapotranspiracin y, en consecuencia, los cambios funcionales y estructurales dentro de cada clase diametral. Los datos climticos se analizan a diario. La precipitacin no interceptada se incorpora al suelo, que la almacena de acuerdo con su estructura y el contenido en materia orgnica. Los rboles usan esta agua del suelo cuando es transpirada. La evapotranspiracin depende de la energa disponible para evaporar agua. Con todo, la planta restringe la prdida de agua controlando la conductancia estomtica, que a su vez condiciona la entrada de CO2 por la fotosntesis.

UNIDADES EXPERIMENTALES

Se us macetas de plstico con plantas de Pinus patula de 8, 9 y 10 meses;

regadas con 600 ml de agua 18 horas antes. Se busc un lugar apropiado, con un

tiempo adecuado, as tambin la temperatura.

CROQUIS

T1 R1

T1 R2

T1 R3

T1 R4

T2 R1

T2 R2

T1 R3

T1 R4

T3 R1

T3 R2

T3 R3

T3 R4

T4 R1

T4 R2

T4 R3

T4 R4

Donde las variables indican:

T= Tratamientos

R= Repeticiones



TTULO: EFECTO DE LA LUMINOSIDASD SOLAR SOBRE LA EVAPOTRANSPIRACIN EN PINO (Pinus patula)

Ejercicio del equipo centella integrado por Isidro, ngel y Javier

Ho: La malla sombra, la bolsa negra, y al aire libre tienen el mismo efecto sobre la evapotranspiracin de Pinus patula Ha: Al menos, un tratamiento es distinto a los dems RESULTADOS DEL ANLISIS DE VARIANZA One-way ANOVA: EVAPOTRANSPIRACIN versus TRATAMIENTO Source DF SS MS F P

TRATAMIENTO 2 3.03 1.52 1.49 0.275

Error 9 9.15 1.02

Total 11 12.18

Como P>value es mayor a 0.05, no hay diferencias significativas entre tratamientos, por lo que, con un 95% de confiabilidad aceptamos la Hiptesis nula. Interpretacin de la confiabilidad S = 1.008 R-Sq = 24.91% R-Sq(adj) = 8.23% cv= 19.24 Como Rsq (coeficiente de determinacin) es del 24% decimos que el 24% de la variacin en la evapotranspiracin es debida a los tratamientos, el 66% restante se debe a factores ruido. Como el CV es del 20%, decimos que el experimento no se condujo correctamente, por lo que se recomienda volverlo a ejecutar controlando mejor los factores ruido. No obstante, observamos la comparacin mltiple de medias para observar tendencias. Individual 95% CIs For Mean Based on

Pooled StDev

Level N Mean StDev ----+---------+---------+---------+-----

AL 4 6.000 1.000 (----------*----------)

BOLSA 4 4.775 0.723 (-----------*----------)

MALLA 4 5.500 1.236 (----------*----------)

----+---------+---------+---------+-----

4.0 5.0 6.0 7.0



Anlisis de tendencia Tratamiento Media Literal AL 6.0 ab MALLA 5.5 b BOLSA 4.7 b

Materiales

15 Plantas de Pinus patula.

4 Estacas / maya sombra.

4 Estacas / bolsa negra.

Clavos.

Botella de 600 ml.

Balanza analtica.

Vaso graduado.

Resultado En los resultados como anteriormente se fueron dando en cada uno de los tres procesos que se fueron aplicando, desde el tratamiento de la intemperie que fue de un resultado de 6.0, y el tratamiento del costal de un resultado de 5.5, como tambin lo fue en el tratamiento de la bolsa con el resultado de 4.7.Lo que fue el principal resultado es el factor ruido que no conto con los necesarios factores saliendo el coeficiente de la variacin con un resultado de 19.24% lo cual no favorece. Conclusin El tratamiento en general fue malo porque no conto con los factores ruido necesario saliendo el coeficiente de variacin de 19.24%. Los tres tratamientos se analizaron y condujo a los siguientes resultados:

El tratamiento de la intemperie sali con un 6.0, que es el que ms obtuvo la evapotranspiracin.



El tratamiento del costal sali con un 5.5, es el punto medio medio del tratamiento de la evapotranspiracin.

El tratamiento de la bolsa sali con un 4.7, que es el que menos obtuvo la evapotranspiracin.

Recomendacin El anlisis de varianza, nos indica con un 95% de confiabilidad, se rechaz la Ho,

es decir las tres tratamientos de Pinus patula son igual a nmero de defectos.

La confiabilidad nos indica que el experimento no se condujo adecuadamente, se

recomienda repetirlo.

La comparacin mltiple de medias, nos muestra tendencias que indican que la

velocidad B tiene menor nmero de defectos, seguida por las marcas AC las

cuales no tienen diferencias significativas.

Bibliografa

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