Medida y modelización de los flujos de energía y co2 en una parcela agrícola en castilla y león

Abstract

Esta tesis ha sido desarrollada en el marco del proyecto CGL2009-11979 dentro del subprograma de formación de personal investigador (FPI, beca BES-2010-039319) cofinanciado por el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO), antiguo MICINN, y fondos FEDER. Entre sus principales objetivos se encuentran: 1) el análisis del cierre en el balance de energía mediante la utilización de instrumentación meteorológica y micrometeorológica, 2) el modelado de los flujos de energía y de CO2, 3) el análisis de los valores acumulados de los flujos de energía para determinar el comportamiento de cada cultivo como fuente o sumidero de carbono, y 4) la aplicación y calibración de un modelo de eficiencia en el uso de la luz. Las medidas se han realizado para un largo y continuo periodo, 2008-2011, dentro de una misma parcela destinada al cultivo de secano caracterizada por un ciclo de rotación que incluyó diferentes cultivos dentro de dicho periodo: colza, trigo, guisantes y centeno. Esto nos ha permitido evaluar diferentes cultivos, para una misma ubicación, con diferente desarrollo vegetativo y bajo muy variadas condiciones climatológicas. Además esta rotación nos ha permitido también evaluar cultivos raramente estudiados como es el caso de la colza o el centeno. Los datos meteorológicos y los flujos de energía nos han servido para caracterizar la zona de estudio y evaluar el cierre en el balance de energía. Se han obtenido buenos resultados para dicho cierre independientemente de si el periodo analizado comprendió los cuatro años o cada año/cultivo individualmente. El cierre en el balance de energía además mejoró cuando se consideró un término de almacenamiento del flujo de calor del suelo calculado empíricamente. Del mismo modo, el mejor cierre se obtuvo en periodo estival con valores cercanos al 100%. Los flujos de energía han sido modelados utilizando el modelo SEBS que utiliza como parámetros de entrada datos satelitales, que pueden provenir de varios sensores, y datos meteorológicos. Se ha propuesto una nueva versión original en esta tesis para dicho modelo SEBS. Esta nueva versión se ha denominado SEBS-NDVI y ha mejorado notablemente la evolución estacional de dichos flujos de energía, en particular para el caso del calor latente, LE, y de la fracción evaporativa, EF. Los valores para el intercambio neto de CO2, denominado NEE, han servido para determinar el comportamiento como sumidero de todos y cada uno de los cultivos estudiados. Además, a partir de estos valores y de los valores de la respiración del ecosistema se han obtenido valores de la asimilación, denominada GPP. Estos valores, junto con datos satelitales procedentes del sensor MODIS, nos han servido para aplicar y calibrar un modelo de eficiencia en el uso de la luz, LUE, a la zona de estudio. Aplicando este modelo hemos obtenido valores característicos de la eficiencia para cada uno de los cultivos estudiados.