Integración de imágenes de sensores remotos en el desarrollo de indicadores medioambientales en cuencas mediterráneas. Aplicación al seguimiento de su estado hídrico y productividad
- Autores: Pedro J. Gómez Giráldez
- Directores de la Tesis: Cristina Aguilar Porro (dir. tes.), María Patrocinio González Dugo (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Sonia Roig Gómez (presid.), Rafael Pimentel Leiva (secret.), Héctor Nieto Solana (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Dinámica de los Flujos Biogeoquímicos y sus Aplicaciones por la Universidad de Córdoba; la Universidad de Granada y la Universidad de Málaga
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. introducción o motivación de la tesis En las cuencas mediterráneas, el clima se caracteriza por veranos muy calurosos en los que no se suelen producir precipitaciones, lo que genera un fuerte y periódico estrés hídrico en sus cubiertas vegetales cuya intensidad está relacionada con el carácter hidrológico de la estación húmeda antecedente. Además, esta situación tiende a agravarse en los frecuentes episodios de sequía, provocando una disminución de la productividad de estos ecosistemas. Actualmente existe una gran cantidad de datos disponibles, gratuitos y a escala global, con un gran potencial para el seguimiento de los procesos asociados a los balances de agua y energía en estos tipos de cuencas.
En esta tesis se plantea el uso de imágenes provenientes de sensores remotos de diferentes resoluciones espaciales, espectrales y temporales que, combinadas con registros puntuales procedentes de estaciones meteorológicas, permitan la generación de indicadores de distintas variables ecosistémicas relacionadas con la productividad y el estado hídrico en distintos sistemas únicos de la zona mediterránea.
2.contenido de la investigación En esta tesis se plantea el uso de imágenes provenientes de sensores remotos de diferentes resoluciones espaciales, espectrales y temporales que, combinadas con registros puntuales procedentes de estaciones meteorológicas, permitan la generación de indicadores de distintas variables ecosistémicas relacionadas con la productividad y el estado hídrico en sistemas característicos de la zona mediterránea. En concreto, se plantea el desarrollo de tres indicadores estrechamente ligados entre sí: un indicador del estado hídrico del suelo al final de la estación seca a partir del estado de varios tipos de cubierta vegetal; un indicador de la productividad de los pastos naturales, principal sustento alimenticio de la ganadería extensiva, a partir de su estado y de las condiciones climáticas del período evaluado; y, por último, un indicador que relacione el estado hídrico del sistema y el estado fenológico en el que se encuentra el estrato herbáceo. Las zonas de estudio seleccionadas son, para el primer indicador, la cuenca del río Guadalfeo (Granada), que se caracteriza por presentar un gradiente de altitud desde el nivel del mar hasta más de 3000 m.s.n.m. a tan solo 50 km de distancia a la costa, lo que determina una gran heterogeneidad espacial en cuanto a meteorología, hidrología, tipos y usos de suelo, etc. En este contexto, la estimación indirecta del estado de humedad antecedente de forma rutinaria a partir de la información obtenida de ciertas cubiertas existentes en la zona puede ser una solución óptima en estudios hidrológicos a escala de cuenca. En cuanto al segundo y tercer indicador, la zona de estudio son los ecosistemas de dehesa de Andalucía. El seguimiento regular y de forma objetiva de la producción de pasto permitiría proporcionar a los propietarios y gestores una información clave para regular su uso y contribuir a su conservación, sin un aumento excesivo de los costes. Por otro lado, los cambios fenológicos que se pueden observar como consecuencia del calentamiento global, cuyo efecto se prevé especialmente intenso en esta región, y cómo el clima y la hidrología los condicionan, puede ser una herramienta clave para evaluar el impacto de esta amenaza y tomar las decisiones adecuadas para hacerle frente.
3.conclusión Los resultados han mostrado la capacidad de los sensores remotos para la obtención de este tipo de indicadores: el contenido de agua en el suelo en época estival presentó correlaciones mayores a 0,7 con el estado de la vegetación arbustiva; la estimación de la producción de pasto natural arrojó errores en torno al 13% con respecto a la producción medida en campo; por último, los umbrales de cambio de estado en la humedad de suelo (capacidad de campo y punto de marchitez permanente) se determinaron con menos de 10 días de diferencia con respecto a los cambios de estado fenológico en el pasto natural (comienzo de la época de crecimiento y senescencia).
4. bibliografía Gómez-Giráldez, P.J., Aguilar, C., Polo, M.J., (2012). NDVI sensitivity to the hydrological regime in semiarid mountainous environments. Proc. SPIE. 8531, http://dx.doi.org/10.1117/12.974534, 85311A-1–85311A-10, Remote sensing for agriculture, ecosystems, and hydrology XIV.
Aguilar, C., Zinnert, J. C., Polo, M. J., Young, D. R., (2012). NDVI as an indicator for changes in water availability to woody vegetation. Ecological Indiccators. 23, 290-300. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2012.04.008 Gómez-Giráldez, P.J., Aguilar, C., Polo, M.J., (2014). Natural vegetation covers as indicators of the soil water content in a semiarid mountainous watershed. Ecological Indicators 46. 524–535. doi: 10.1016/j.ecolind.2014.06.024 González-Dugo, M.P., Chen, X., Andreu, A., Carpintero, E., Gómez-Giráldez, P.J., Su, Z. (2017). Evolución de la evapotranspiración y el estrés hídrico de la vegetación de dehesa en la Península Ibérica (2001-2015). Revista de Teledetección 50. 27-36. Doi: https://doi.org/10.4995/raet.2017.8916.
Gómez-Giráldez, P.J., Carpintero, E., Ramos, M., Aguilar, C., González-Dugo, M.P. (2018). Effect of the water stress on gross primary production modeling of a Mediterranean oak savanna ecosystem. Proc. IAHS, 95, 1–7, 2018. Doi: https://doi.org/10.5194/piahs-95-1-2018.
Gómez-Giráldez, P.J., Aguilar, C., Caño, A.B., García-Moreno, A., González-Dugo, M.P., (2019).Remote sensing estimation of net primary production as monitoring indicator of holm oak savanna management. Ecological Indicators, 106, 105526. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.105526 Gómez-Giráldez, P.J., Pérez-Palazón, M.J., Polo, M.J., González-Dugo, M.P., (2020). Monitoring grass phenology and hydrological dynamics of an oak-grass savanna ecosystem using Sentinel-2 and terrestrial photography. Remote Sensing, 12, 600; doi:10.3390/rs12040600
