Percepción remota y covarianza de flujos para evaluar la productividad en praderas de zacate buffel (C. ciliaris) y matorral subtropical en zonas áridas del noroeste de México

Abstract

Las zonas áridas representan un porcentaje de poco más del 40% de la superficie continental del planeta, sosteniendo a más del 35% de la población humana. A menudo usadas para desarrollar actividades primarias tales como la agricultura y la ganadería, la cobertura de estas zonas usualmente se modifica, lo que frecuentemente desemboca en la alteración de la función de sus ecosistemas. La pérdida de función en estos ecosistemas, resulta en la alteración de ciclos biogeoquímicos locales y regionales asociados a la función de la estructura vegetal. Tal es el caso de los ciclos asociados a la captura de carbono y la respiración de la vegetación. En el caso de México, las zonas áridas representan más de la mitad de la superficie total del país y al ser la ganadería la actividad predominante en ellas, la modificación de la cubierta vegetal se ha orientado a tratar de mejorar la capacidad de producción de forraje de los agostaderos. A menudo estas mejoras desembocan en el uso de especies no nativas, con gran capacidad fotosintética y por ende gran capacidad de producción de forraje. Para el noroeste de México, el zacate buffel (Cenchrus ciliaris) ha sido utilizado para aumentar la capacidad de producción forrajera. La introducción de zacate buffel ha provocado modificaciones en grandes extensiones de terreno en la región; sin embargo, su efecto en los ecosistemas del Desierto Sonorense, así como en los ciclos biogeoquímicos locales ha sido poco estudiado. En este contexto, el presente trabajo, se enfocó a comparar la dinámica de flujos de carbono, en sitios con matorral subtropical y con buffel, en diferentes escalas espacio-temporales, con el fin de analizar las modificaciones causadas por la introducción de especies exóticas en zonas desérticas. Se establecieron seis sitios de estudio en comunidades de Matorral Subtropical y Praderas de Buffel, donde se adquirieron imágenes satelitales y mediciones de flujos de carbono. Específicamente, se obtuvieron imágenes del “Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)” del cual se derivó el “Índice de la Diferencia Normalizada de la Vegetación (NDVI)” en compuestos de 16 días para los sitios de estudio, para compararlos con sitios en donde se cuenta con datos de torres de covarianza de flujos. Los resultados muestran que el comportamiento de ambos tipos de vegetación, en cuanto a los flujos de carbono y agua en la vegetación (Evapotranspiración, Productividad Primaria Neta, Respiración del Ecosistema e Intercambio Neto del Ecosistema) y el NDVI, presenta comportamientos similares en magnitud y en tiempo (R2 > 0.79, para todos los casos), entre el matorral subtropical y la pradera de buffel. A su vez, se generaron modelos para espacializar la información de los flujos de carbono a nivel de paisaje por medio del NDVI, en donde, en la mayoría de los casos, los modelos tuvieron ajustes significativos (R2 > 0.5, en la mayoría de los casos, excepto para Intercambio Neto del Ecosistema). Finalmente, el estudio registró que, en relación con patrones climáticos, como lo es el Fenómeno de El Niño – Oscilación del Sur, algunos de los flujos de carbono tienden a disminuir en ambos tipos de vegetación (ej. producción primaria bruta), tanto en el verano como en el invierno, cuando se presenta la fase de El Niño. Durante el presente trabajo se demuestra que existen similitudes significativas, en cuanto a cómo los dos tipos de vegetación analizados reaccionan ante los pulsos climáticos.