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“