M. Küppers1, T. Motzer2, D. Schmitt1, C. Ohlemacher1, S. Strobl1 ,D. Anhuf3, R. Zimmermann4
1: University of Hohenheim, Institute of Botany and Botanical Garden2: University of Mannheim, Institute of Geography3: University of Passau, Institute of Geography4: University of Bonn & Max-Planck Institute for Biogeochemistry, Jena
(Evapo)transpiración de los arbolesy del bosque montano tropical
cerca del ECSF
Tropical Montane Cloud Forests (TMCF):
Constituyen un reservoir largo de agua potable Impedien inundaciones despues de aguaceros Reducen erosion de suelos Reducen perdida de nutrientes en los suelos Reducen la frecuencia de derrumbes Producen madera y leña Influyen el clima local y regional Provechen de una biodiversidad muy alta
Tropical Montane Cloud Forests (TMCF):
Perdida inmediata de almacén de água en arboles y epífitas Reducción inmediata de la evapotranspiración Erosión y corrientes rapidos de agua
Perturbaciones y desforestación rapida causan:
Datos cuantitativos para predicción confiable de los effectos de la deforestación
faltan. Estudios en cuencas son necesario pero no pueden distinguir
entre diferentes tipos de bosque en gradientes altitudinales Las cantitades de la (evapo-) transpiración de los arboles y
el almacenamiento de água no están conocidos.
Flujo de água en el ecosistema (ECSF)
Agua de neblina transpiración
precipitación
almacenamiento de água en la biomasa
flujo de savia
precipitación en el bosque
evaporación
escorrencia
Flujo de agua superficial
Flujo de água en el suelo
“Cuenca”flujo de água en el suelo
percolación
Toma de agua por los raices
Tropical Montane Cloud Forests (TMCF):
Objectivos
Quantificar la transpiración de arboles y lianas Quantificar la (evapo-)transpiración del bosque Entendir la ecofisiología de los especies más importantes
En un gradiente altitudinal de 1000 – 3000m s.n.m.En un gradiente de intervención
Parcelas de investigación
ca. 1920m„Quebrada“
ca. 1990m„Cima = Ridge“
ca. 2240m „Chamizal=Elfin forest“
ca. 3150m „Ceja del bosque = Upper heath forest(Cajanuma)
ca. 1200m Submontane rain forest (Bombuscaro)
Parcela de investigación („Cima“ 1990m)
Metódo segundo Granier
Flujo de savia
Variación altitudinal del indice de área
foliar (LAI)
19
20
m1
92
0 m
20
50
2
05
0
mm1
99
0
19
90
mm
21
25
m2
12
5 m
LAI = 9.8
(7.3 .... 13.1)
quebrada
LAI = 5.5
(2.8 .... 5.9)
LAI = 6.4
(4.5 .... 9.8)
LAI = 6.7
(3.7 .... 9.8)
pendiente
Princípio funciónal del instrumento „Li-Cor LAI 2000“
Variación temporal del indice de área foliar (LAI) O
WN
S
2 semanas 4 semanas 2.5 semanas
5 meses
1.5 semanas
1 semana 2 semanas 2 meses
LAI = 0.2(-2.6 .... 3.6)
LAI = 0.1(-3.4 .... 4.1)
LAI = 0.6(-4.3 .... 3)
LAI = -0.8(-1.3 .... 3.9)
LAI = -0.1(-1.7 .... 1.1)
LAI = -0.1(-1.1 .... 0.7)
LAI = -0.1(-0.5 .... 0.6)
LAI = -1(-1.2 .... 4.9)
LAI
Estación micro-climatológica en la parcela
Corriente del aire en la vegetación
Noche
Dia
Perfi
l de la
te
mp
era
tura
pote
ncia
l
Porometria de las hojas
Desacoplamiento atmosférico
Día normal/soleado Día de lluvia
Estructura de la vegetación en la parcela
N
sotobosque
Estructura de la vegetación en la parcela
N
dosel inferior
Estructura de la vegetación en la parcela
N
dosel médio
Estructura de la vegetación en la parcela
N
dosel superior
Estructura de la vegetación en la parcela
N
sotobosque
dosel médio
dosel inferior
dosel superior
Estructura de la vegetación en la parcela
área del xilema
0
0.04
0.08
0.12
0.16R
2 = 0.98, p< 0.0001
Parcela 1990mParcela 1920m
áre
a b
asa
l
0 0.04 0.08 0.12 0.16
[m2]
[m2]0
0
20
40
60
80R
2 = 0.91, p<0.0001
0.04 0.08 0.12 0.16
[m2]área del xilema
áre
a p
royect
ada d
el dose
l
[m2]
00
20
40
60
80R
2 = 0.85
en la parcelamedidos
árboles
áre
a p
royect
ada d
el dose
l
[m2]
área basal [m2]
0.05 0.10 0.15
Sensor de medida
de flujo de savia
Método „Granier“
cambio
sin escala
floemacorteza
albura
duramen
Transporte de calor con el flujo de savia
Sensor calentado
Sensor non calentado
Termocupla
00
50
100
150a)
flujo total de savia
R2 = 0.97p< 0.0001
0
500
1000
1500
2000
2500d)
flujo por área hidroactiva
R2 = 0.73p = 0.0032
0.05 0.10 0.15 0 0.05 0.10 0.15
área basal [m2]
[l m
-2 d
-1]
[l d
-1]
a) Ruagea pubescens
0
500
1000
1500
2000
2500
3000b) Trichilia. guianensis
c) Guarea sp.
0 10 20 30 40 50 600
500
1000
1500
2000
2500
3000d) Aniba cf. muca
0 10 20 30 40 50 60
R2 = 0.61
p < 0.0001R
2 = 0.71
p < 0.0001
R2 = 0.56
p < 0.0001R
2 = 0.65
p < 0.0001
Radiación fotosintéticamente activa [mol m-2 d-1]
flujo
por
áre
a h
idro
act
iva
[l m
-2 d
-1]
Balance de energía
-400
-200
0
200
400
600
800
0:00 12 :00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:0 0
16.12.00 17.12.00 18.12. 00 19.12.00
flujo
de e
nerg
ía p
or
áre
a
[W m
-2]
Fecha y tiempo del día
BB = flujo de calor en el suelo de la parcelaH = flujo de calor sensible
Q = balance de radiaciónE = (evapo-) transpiración
Evapotranspiración mensual y balance de
radiación
P = precipitación
Q = balance de radiación
[equ. mm]
E0 = evapotranspiración potencial
Ea = evapotranspiración real
Evap
otr
ansp
iraci
ón
[mm
]ra
tio
Oct Dic Feb Abr Jun Ago
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
Q / P
E0 / P
Ea / P
0
100
200
300
400
500
0
20
40
60
80
100
120PQE
0E
a
Oct Dic Feb Abr Jun Ago
Pre
cipita
ción
[mm
]
Porcentaje de la evapotranspiración en la precipitación
y en la balance de radiación
E0 = evapotranspiración potencial
Ea = evapotranspiración real
P = precipitación
Q = balance de radiación [equ. mm]
E-equiv.
Comparación de flujo de savia en diferentes tipos de bosques del mundo
local Tipo de bosque Flujo total de savia
[l d-1 plant-1]
Densidad de flujo de savia
[l m-2 d-1]
Transpiración mensal
de la parcela [mm month-1]
autor
TMCF, trees near quebrada
80-120
100 – 1000 (- 2500)
40 - 70 Motzer T. 2003
TMCF, trees on ridge
9-53
460-777 Strobl S. 2004
Ecuador, ECSF
TMCF, lianas 0.1-7 350-17000 Pätzold 2001 (p.10,11 & 58,59)
Heath forest
0.4-7 37 – 44 Peru, Cerro Tambo
Premontane rain forest
5-9 52 – 65
Mette T., Zimmermann R.
Hawaii
TMCF 5-35 Santiago et al. 2000
Venezuela (upper Orinoco)
Lowland tropical rainforest 0.6 - 60 960 - 3600 19 - 26 Motzer T. 1998 (p. 104)
Tropics Lowland tropical rainforest 100 - 400 75 - 170 Larcher 2003 (p. 291)
(Sub-)tropics
Eucalypt plantation 100 - 280 60 - 70
Temperate zone
Deciduous forests 80 - 140 25 - 50
Larcher 2003 (p. 291)
Germany, Fichtelgebirge Spruce forest (Picea abies)
23 - 59 Köstner et al. 2001 (p.383)
Germany, Hartheim Pine forest (Pinus sylvestris)
150- 300 (calculated)
15-20 Sturm N. 1998 (p. 68 & 144)
Agradeciamientos
Deutsche ForschungsgemeinschaftKU 592/21-1 y /30-1
Estructura de la vegetacion W. Zucht, M. Fingerle, M. GroeschelPorometria N. MunzLianas O. Beurer, T. Cronemeyer, B. PaetzoldClimatología Dr. P. Emck, Prof. M. RichterGeneral Dr. R. RollenbeckBotánica Herbario Nacionál de Loja
Circulación de água en los sistemas Andino y Amazonico
TMCFTM
CF
percolación
precipitación
Amazonia
evapo - transpiración
transporte de água de larga distancia
escorrencia
Dendrometría en troncos
Princípio funciónal del instrumento
„Li-Cor LAI 2000“