Monitorización de emisiones de CO2 en análogos naturales de almacenamientos geológicos a través de la vegetación mediante técnicas de teledetección multiespectral

Uno de los problemas más importantes a los que se enfrenta nuestra sociedad es el de la degradación del medioambiente por la emisión de gases de efecto invernadero. La captura de CO2 en los puntos de emisión y su enterramiento mediante inyección en reservorios geológicos profundos se plantea como una solución hasta que a medio o largo plazo pueda ser mitigada la actual dependencia de la quema de combustibles fósiles. Pero la estabilidad de esos reservorios debe ser monitorizada adecuadamente. En esta tesis se ha estudiado el problema de la detección de fugas de CO2 en un análogo natural de un emplazamiento de almacenamiento profundo a través del análisis de imágenes de satélite multiespectrales. El análogo utilizado ha sido la zona de Campo de Calatrava (Ciudad Real, España), donde, por efecto de la actividad volcánica remanente, aún se pueden encontrar numerosos puntos de emisión de CO2. Se han caracterizado los puntos de emisión de CO2 identificándose dos tipologías con características y manifestaciones claramente diferenciadas: puntos de emisión húmeda o hervideros, y puntos de emisión seca o fumarolas. Para el estudio se han utilizado índices de vegetación y su relación de éstos con los contenidos atmosféricos de CO2. Se han utilizado imágenes multiespectrales de los satélites QuickBird y WorldView‐2. Se ha realizado una preselección de doce índices de vegetación especialmente adecuados para la detección de puntos de emisión de CO2. Mediante análisis y comparación de imágenes de índices de vegetación sobre puntos de emisión conocidos se ha seleccionado los cinco índices con mayor sensibilidad frente al fenómeno. Atendiendo a los principales factores condicionantes de la aparición de nuevos puntos de emisión de CO2 se ha realizado sobre las imágenes de índices de vegetación una predicción de nuevos puntos de emisión. Entre los puntos candidato se han encontrado tres nuevos puntos de emisión de CO2 no descritos previamente en la bibliografía. ABSTRACT One of the most important issues facing our society is the degradation of the environment caused by the emission of greenhouse gases. Capturing CO2 emissions, injection and burial in deep geological reservoirs is presented as a solution until the medium or long term, when the problem of the current dependence on fossil fuels burning can be mitigated. But the stability of these reservoirs should be properly monitored. In this work we study the problem of detecting CO2 leakage in a natural analogue of a deep storage site through analysis of multispectral satellite imagery. The analogue used is in the Campo de Calatrava (Ciudad Real, Spain) where, due to the remaining volcanic activity, it can still be found numerous CO2 emission points. CO2 emission points have been characterized identifying two types having distinct characteristics and effects: wet emission points or hotbeds, and dry emission points or fumaroles. For this study it has been used vegetation indices and its relationship with atmospheric CO2 contents. It has been used multispectral images from QuickBird and WorldView‐2 satellites. It has been done a preselection of twelve vegetation indices especially suitable for the detection of CO2 emission points. Using analysis and comparison of vegetation index images on real emission points it has been selected the five indexes with greater sensitivity to this phenomenon. Based upon the main factors of the emergence of new CO2 emission points it has been made a prediction of new emission points over the vegetation index images. Among the candidate points it has been found three new CO2 emission points not previously described in the literature.

Evolución de la vegetación en el sector biogeográfico Castellano Cantábrico durante el Cuaternario Final, a través del registro tobáceo

En esta memoria de Tesis Doctoral se aborda el estudio paleobotánico de seis yacimientos tobáceos situados en las localidades burgalesas de Tubilla del Agua, Sedano, Herrán, Tobera y Frías, y en la alavesa de Ocio. El registro fósil encontrado en estos afloramientos se analiza de forma conjunta con el objetivo de conocer la evolución de la vegetación en el sector biogeográfico Castellano Cantábrico. Este sector se considera el territorio para el cual los hallazgos paleobotánicos son representativos y extrapolables, en tanto que constituye una región homogénea desde el punto de vista florístico, que abarca todos los yacimientos prospectados. El contexto temporal en el que se enmarca este estudio es el final del Cuaternario, desde el Pleistoceno Medio hasta la actualidad. Este intervalo se ha establecido a partir de la edad de los depósitos estudiados, la cual ha sido determinada —para los yacimientos de los que no se disponía de edades fiables— mediante la datación de muestras extraídas de las diferentes unidades litológicas identificadas. Para ello han sido empleadas las técnicas de carbono-14, desequilibrio de las series del uranio y racemización de aminoácidos. Los resultados geocronológicos obtenidos junto con el análisis geomorfológico de los yacimientos han permitido vincular la génesis de las 13 unidades litológicas identificadas con diferentes estadíos climáticos. Estos abarcan un amplio rango de condiciones ambientales, desde las más extremas del Último Máximo Glacial, hasta las más benignas de los Estadíos Isotópicos Marinos interglaciares 1 y 5. Como resultado de la prospección de los depósitos de toba fueron recuperados 1.820 fósiles, la mayoría impresiones foliares, pero también moldes de estróbilos femeninos, ramas y corteza, así como 42 carbones y restos subfósiles de Pinus sp. La identificación taxonómica de estos restos se ha realizado fundamentalmente a partir del análisis de caracteres diagnósticos morfológicos. Como resultado de ello, han sido descritos 28 taxones pertenecientes a las subclases Bryidae, Polypodiidae, Pinidae y Magnoliidae. La flora de los yacimientos estudiados se puede clasificar en tres grupos en función de sus requerimientos ecológicos: (i) uno formado por dos especies de alta tolerancia a la continentalidad —Pinus nigra y Quercus faginea—, las cuales aparecen bien representadas en la mayoría de los depósitos; (ii) otro constituido fundamentalmente por un conjunto de árboles y arbustos que habitualmente tienen el papel de especies acompañantes en los bosques ibéricos submediterráneos y eurosiberianos; y (iii) un tercer grupo compuesto por taxones hidrófitos o edafohigrófilos asociados al ecosistema del fitohermo activo y la vegetación de ribera. En el capítulo de Discusión se propone y analiza la hipótesis de que P. nigra y Q. faginea habrían sido las especies protagonistas de la vegetación zonal del sector Castellano Cantábrico durante el Cuaternario Final. Estas podrían haber persistido como tal incluso durante las épocas más frías, debido a su amplia valencia ecológica y a la capacidad de reproducirse vegetativamente en el caso del quejigo. Por el contrario, los taxones mesofíticos y eurosiberianos pudieron haber sufrido la expansión y retracción de sus poblaciones al ritmo de las oscilaciones climáticas. Sin embargo, la orografía diversa del sector Castellano Cantábrico proporciona emplazamientos en los que se combinan las diversas variables fisiográficas, de tal forma que pudieron haber existido microrrefugios en los que encontraron cobijo algunos taxones mesotérmicos y eurosiberianos durante los periodos glaciales. Por último, la historia evolutiva reciente de la vegetación de este territorio ha estado marcada por la acción antrópica, la cual empezó a ser manifiesta a partir del Neolítico. Esta se tradujo en la degradación y reducción de la cubierta forestal, así como en la extinción del pino laricio del Sector Castellano Cantábrico en los dos últimos milenios. ABSTRACT This PhD Dissertation focuses in the study of six tufa formations located nearby the villages of Tubilla del Agua, Sedano, Herrán, Tobera y Frías, all of them in the province of Burgos, and Ocio, which belongs to the province of Álava. We analyze the palaeobotanical archives of these sites with the purpose of unveiling and understanding the evolution of the vegetation of the Castilian Cantabrian biogeographical sector. This area is considered to be the territory that is represented in the palaeobotanical sample of the studied tufa archives. It is the homogeneous phitogeographical area with the lowest rank that include all the sites. The time frame of this study is the last part of the Quaternary, since the Middle Pleistocene to the present time. This interval is defined by the age of the tufa deposits, which were dated —for the ones that there were not available datings— throughout the analysis of 20 tufa samples taken from the 13 identified lithostratigraphic units. The age of the samples has been determined by using the methods of radiocarbon, U-Th dating and amino acid racemization. Chronological results, along with the chronostratigraphic study of the sites has allowed us to relate the build-up of the 13 identified lithostratigraphic units with different climatic stages. These structures were deposited in a wide range of climatic conditions, from the most extreme ones of the Last Glacial Maximum, to the warmer ones of the Marine Isotopic Stages 1 and 5. A total of 1,820 fossils were recovered from the tufa deposits, most of them were leaf impressions, but also pine cones, branches and bark moulds, along with charcoal and Pinus nigra macro remains. The taxonomical identification of these remains has been done mainly through the analysis of morphological traits. As a result of this process, 28 taxa belonging to the subclass of Bryidae, Polypodiidae, Pinidae and Magnoliidae were identified. The persistency of some taxa can be traced along different climatic stages in this fossil record. This fossil flora can be classified in three different groups: (i) the first one would be composed of two species with high continental climate tolerance —Pinus nigra y Quercus faginea—, which can be found in most of the deposits, (ii) the second group would be mostly formed by trees and shrubs that usually grow in the Iberian forests as an accessory species and (iii) the third one is composed of hydrophytes or hydrophilic taxa associate to the streams, riparian zones or the active tufa ecosystem. In the Discussion chapter we propose and analyse the hypothesis that P.nigra and Q. faginea were the main species of the zonal vegetation of the Castilian Cantabrian biogeographical sector during the last part of the Quaternary. This species could have persisted due to their wide ecological amplitude and also due to the capacity of asexual reproduction in the cases of the oak. On the other hand, mesophitic taxa could have suffered the retraction and expansion of their population following the climate oscillations. However, the diverse orography of the Castilian Cantabrian biogeographical sector provides a variety of combinations of physiographic variables, which could have been suitable refuges for some of the mesophitic taxa. The recent evolutionary history of the vegetation in this territory has been affected by human activities, which started to be relevant since the Neolithic. This led to a reduction of the forests and eventually, to the extinction of P. nigra in the Castilian Cantabrian biogeographical sector in the last two thousands of years.

Efectos de la erosión del suelo sobre los patrones de la vegetación y su composición florística. Una revisión bibliográfica

En este artículo se revisan los estudios realizados sobre la influencia que tienen los procesos erosivos sobre la vegetación. Fundamentalmente se revisan las tendencias generales en la composición florística de las comunidades vegetales sometidas a fuertes procesos erosivos, así como las tendencias de los patrones de la vegetación y, en menor medida, de los atributos y tipos de plantas. Este campo de trabajo presenta pocos precedentes, siendo escasos los estudios de la influencia de la erosión sobre la vegetación desde un punto de vista ecológico-botánico. Por otro lado, algunos de los resultados parecen a primera vista contradictorios, por lo que es difícil extraer tendencias generales y más o menos universales. Algunas de las generalidades observadas son que el incremento de la erosión del suelo produce un descenso muy claro y mantenido en la cobertura vegetal y en el número de especies. El proceso erosivo no suele acarrear una sustitución de especies vegetales y comunidades, sino solamente la pérdida paulatina de especies, al menos en los estadios más degradados. Por otro lado, se ha observado en ocasiones que la flora de los terrenos más erosionados depende muy fuertemente de las características de la roca madre, variando más entre litologías que la flora de terrenos menos erosionados. Los hemicriptófitos y los caméfitos son las formas vitales de Raunkiaer más frecuentes en estos ambientes. Se discute el papel que pueden tener las diferencias de clima, procesos y tasas erosivas para explicar la gran diversidad de tendencias observadas.

Bioclimatología y vegetación climácica potencial del Departamento de Cochabamba (Bolivia)

Se presenta la caracterización numérica de la vegetación climatófila potencial, descrita para el Departamento de Cochabamba, realizada con los valores climáticos e índices bioclimáticos propuestos en el sistema de clasificación bioclimática mundial de Rivas-Martínez. El resultado de este trabajo de investigación es la clasificación bioclimática del Departamento de Cochabamba, la cual incluye 3 bioclimas, 5 termotipos (pisos bioclimáticos) que con sus horizontes termotípicos incluyen 8 clases, y 6 ombrotipos que con sus horizontes ombrotípicos incluyen 10 clases. Por otra parte, a partir de la caracterización de los bioclimas correspondientes a la vegetación climácica potencial considerada, se han determinado numéricamente 10 isobioclimas únicos para el Departamento de Cochabamba. Finalmente, la información bioclimática sobrepuesta a las áreas de distribución de la vegetación climácica potencial, ha permitido la elaboración de mapas bioclimáticos correspondientes a los bioclimas, termotipos, y ombrotipos, y un mapa adicional que corresponde a la clasificación bioclimática conjunta del Departamento de Cochabamba...

Flora y vegetación leñosa de los bosques de los Andes en la región de Madidi, La Paz (Bolivia)

Introducción: La región del Madidi en el noroeste de Bolivia es una de las más biodiversas del mundo, por incluir un amplio rango altitudinal desde los 200 hasta más de 6000 m, y floras de los Andes y la Amazonía, dos de las regiones biogeográficas más diversas del mundo. Esta región comprende territorios de tres áreas protegidas de interés nacional (Madidi, Apolobamba y Pilón Lajas), superpuestas a comunidades indígenas, campesinas, y áreas de exploración hidrocarburífera, lo cual ha generado muchos conflictos, incrementando sustancialmente las amenazas sobre los ecosistemas forestales en los últimos años. La falta de información ecológica y florística-estructural detallada de la vegetación boscosa a lo largo del gradiente altitudinal, no ha permitido una gestión eficaz de los mismos en la región. Además, información sobre la ecología de especies de los bosques, fundamental para efectuar actividades de manejo y/o conservación en la región, es escasa o vaga. Objetivos: Por tanto, se abordó el presente estudio en la región del Madidi para profundizar en el conocimiento de la vegetación boscosa, y de sus especies. Tratando de delimitar unidades discretas de vegetación, relacionando la composición florística con factores ambientales. Para lo cual se aprovechó la disponibilidad de un conjunto de datos de inventarios exhaustivos, florístico-estructurales, provenientes de parcelas forestales temporales, que cuentan con sus respectivos datos ambientales. Materiales y métodos: El juego de datos analizado comprende 415 parcelas de 0.1 ha, distribuidas entre 250 y 4350 m de altitud, que cuentan con información taxonómica y estructural de 2280 taxones de plantas leñosas. Empleamos en total 32 variables abióticas de cada parcela, de las cuales 18 son edáficas, 11 bioclimáticas basadas en parámetros de temperatura de WorldClim, y tres variables topográficas. Se descartaron las variables bioclimáticas de WorldClim basadas en parámetros de precipitación por mostrarse demasiado discordantes con la vegetación observada en campo. Para cada parcela se calcularon 10 variables bióticas, que son el número de especies, índice de Shannon Wiener, altura media de los individuos, área basal total, número de individuos, ratio individuos-tallos, número de lianas, número de palmeras, número de helechos arbóreos, y número de cactus; por una parte para establecer diferencias estructurales entre los grupos, y por otra para evaluar su utilidad como subrogados de condiciones ambientales particulares...

Sobre la ecología de la vegetación de los barrancos de El Salvador

En todas aquellas partes de El Salvador que están cubiertas por espesas capaz de cenizas volcánicas jovenes, la acción erosiva del agua produjo profundos barrancos. Durante la temporada lluviosa corre por ellos gran parte de las aguas meteóricas, mientras que en la época seca son quebradas secas. Estos barrancos están caracterizados por sus paredes altamente inclinadas a veces verticales o aun desplomadas. Estos barrancos se prestan especialmente para estudios ecológicos, porque poseen una flora y fauna muy característica la primera se presenta especialmente en aquellos lugares donde ambos paredones tienen inclinación vertical y donde la vegetación natural está protegida de los efectos del sol por el follaje de árboles, observando el desarrollo de estas plantas en el intervalo de la estación lluviosa a la seca, podemos distinguirlas fácilmente en dos grupos diferentes: el comportamiento del primer grupo es análogo a aquel de los efímeros de primera en la región del mediterráneo sus esporas o semillas germinan al comienzo de la época lluviosa, desarrollándose durante su duración y fructificando hasta el comienzo de la siguiente época seca, esto es debido a que saben aprovechar las reservas de agua que todavía han quedado en el suelo, por poseer un raigambre más profundo.

La vegetación de El Salvador

La densa población de El Salvador tiene como consecuencia una extensión fuerte del terreno cultivado, en la región caliente de los terrenos bajos hoy se propagan en lugar de los bosques y sabanas antiguas, los pastos extensamente usados de las haciendas y además las plantaciones de la caña de azúcar, algodón y árboles de frutas. La zona templada donde existían densos encinares está ocupada por cultivos de maíz y maicillo y sobre todo por plantaciones de café, etc. De la orientación del país, únicamente al Pacifico resultan condiciones climáticas que se manifiestan en un cambio permanente de temporada seca y de estación lluviosa durante el año. Otra característica del país es el volcanismo aun hoy activo, entre los cuales se encuentra el Izalco, que es el más activo de América Central, todos los volcanes a excepción de los de Santa Ana y San Miguel, como también las elevaciones mayores de la región de la cordillera fronteriza, están cubiertos con un capuchón de exuberantes bosques nebulosos. De conformidad con el cambio de estación lluviosa y temporada seca, la vegetación del país muestra cambios distintos, durante la temporada seca, la vegetación herbácea se deseca más, especialmente en las alturas menores. La vegetación de los paredones de los barrancos y los helechos de los bosques nebulosos muestran este aspecto, de conformidad con el ritmo climático de las estaciones.

Vegetación arbórea del Cerro Verde: distribución altitudinal, dispersión y dominancia

Se hace un análisis del transecto discontinuo realizado en la ladera suroeste del Cerro Verde, localizado en el departamento de Santa Ana, determinando la dominancia de las especies, a diferentes alturas de transecto, el cual va desde 1,580 hasta 2,000 m.s.n.m. Se consideran todos los arboles con una circunferencia a la altura del pecho(C.A.P. de 30 cas. O más), se determina el índice de valor de importancia, para cada especie; las especies dominantes resultaron ser: Montanoa Guatemalensis a 1,580 m.s.n.m., Lonchocarpus minimiflorus a 1,600 m.s.n.m., Oreopanax xalapensis a 1,750 m.s.n.m., Styrax argentus a 1,750 m.s.n. m.a 1,800 m.s.n.m. Eugenia sp. a 2,000 m.s.n.m., Quercus sp. a 2,000 m.s.n.m. A cada especie se le aplica el modelo de Poisson para determinar el grado de dispersión de la vegetación; Roupala Borealis resulto distribuida al azar; las demás ya mencionadas aparecen como agregadas.

Estado de la vegetación arborea y estructura florística de la franja ribereña en la microcuenca Las Chichiguas, La Concordia-Jinotega, Nicaragua, 2011

El presente estudio se realizó en la microcuenca Las Chichiguas, municipio de La Concordia, en el departamento de Jinotega, Nicaragua,en correspondencias con las líneas de investigación de la Universidad Nacional Agraria y como parte del convenio internacional del proyecto UNA/CARE/MARENA-PIMCHAS. El objetivo principal fue evaluar el estado de la vegetación arbórea y estructura florística en la que se encuentra la franja ribereña de la microcuenca Las Chichiguas. Se utilizó como metodología el diagnóstico físico-ambiental a nivel de sitio (parte alta, media y baja) tomando como unidad experimental un inventario forestal en el bosque ripario. Se obtuvieron las variables que conforman el análisis de los índices de biodiversidad y población estimada realizando cálculos del número de individuos, identificando la parte más crítica o degradada, diagnosticando sus causas y posibles alternativas de solución. La investigación se realizó en tres etapas: 1) reconocimiento del área de estudio, 2) inventario forestal en el bosque ripario y 3) diagnóstico vegetativo, que incluye la abundancia, registrándose 195 individuos ha -1 en 22 especies. Tres especies son las más representativas en base a su frecuencia, obteniéndose un 13.64% del total. Estas especies corresponden a Quina ( Croton draco), Guácimo de ternero (Guazuma ulmifolia) y Cuajiniquil (Inga vera). Estas especies presentaron una frecuencia del 43.48% del total de las especies muestreadas en las 16 parcelas y una dominancia de especies determinada a partir del área basal de la vegetación de la microcuenca de 65.41 m², este valor total está representado en las especies con mayor dominancia tales como Cuajiniquil (18.24%), Guácimo de ternero (6.50%) y Quina (1.33%). Se calculó la densidad total de las especies mayores de 10 cm de DAP e índices de biodiversidad según Shannon-Wienner y Simpson. Basado en condiciones de sitios (sin deterioro, moderadamente deteriorado y altamente deteriorado) los resultados indicaron que la parte media del área riparia de la microcuenca está moderadamente deteriorada, la parte baja altamente deteriorada y la parte alta con poco deterioro. Este estudio concluye que el principal factor de deterioro de mayor a menor grado en las microcuenca lo presenta el factor vegetativo o la cobertura, siendo la principal causa el cambio de uso del suelo de bosques a pastos y zonas de cultivo, provocando un factor potencial de erosión y sedimentación del suelo.

Actualización del mapa de vegetación del afloramiento ultramáfico de Sierra Bermeja (Málaga, España)

El objetivo de este trabajo consiste en actualizar el mapa de vegetación del afloramiento ultramáfico de Sierra Bermeja (Málaga, España), reduciendo a unidades básicas de vegetación los polígonos fotointerpretados y deinidos de modo isionómico, para ser nominadas bajo aspectos itosociológicos, que luego puedan ser transcritas a hábitats de la Directiva 92/43UE. Se ha puesto especial énfasis en la diferenciación de los polígonos correspondientes a la zonopotencialidad de Pinus pinaster versus Abies pinsapo. La metodología utilizada se ha basado en el uso de SIG para fusionar polígonos homogéneos utilizando para ello la tabla de atributos con el campo de deinición de la vegetación de cada polígono. Se han identiicado 52 tipos de vegetación con sus correspondientes áreas, destacando el tipo de matorral-jaguarzal serpentinícola como el más abundante (56,4% del área total), mientras que los bosques de Abies pinsapo se reducen a solo 53 Ha. Son destacables los matorrales tipo jarales serpentinícolas (24,2% del areal total), por su relación con el dinamismo post-fuego. Este tipo de datos junto con otros tipos de unidades, incluidas zonas antropizadas, son de importancia para una ordenación y gestión de un futuro parque nacional en la zona.

Imagen tomada en exterior, donde se puede apreciar una vista general de un barrio, con abundante vegetación y algunos edificios con muros de ladrillo a la vista

Imagen tomada en exterior, donde se puede apreciar una vista general de un barrio, con abundante vegetación y algunos edificios con muros de ladrillo a la vista.

En la imagen se puede apreciar un sendero peatonal, junto a un lote con vegetación abundante

En la imagen se puede apreciar un sendero peatonal, junto a un lote con vegetación abundante. Al fondo algunos edificios de color crema y verde. Imagen tomada con luz día. Plano general.

Estudio de los bosques subtropicales de montaña de la "reserva ecológica de uso múltiple Serranías de Zapla" (Jujuy, Argentina): composición florística, distribución de la vegetación y caracterización bioclimática

Se presenta el estudio de la composición y distribución de la vegetación a lo largo de un gradiente ambiental en los bosques subtropicales de montaña o Yungas de la “Reserva Ecológica de Uso Múltiple Serranías de Zapla” (Provincia de Jujuy, Argentina). Se utilizó la metodología fitosociológica de Braun-Blanquet y la “Tipología Bioclimática de la Provincia de Jujuy” basada en la “Clasificación Bioclimática de la Tierra”. Se realizaron 120 transectos y confeccionaron los inventarios fitosociológicos correspondientes; en cada inventario se relevaron las especies presentes en los estratos arbóreo, arbustivo y herbáceo y se consignaron los índices de abundancia-dominancia de dichas especies, asimismo se determinó la riqueza específica y la frecuencia de cada una de las especies registradas. Se identificaron en total 257 especies vegetales pertenecientes a 194 géneros y a 66 familias botánicas. Se determinó la riqueza a nivel especies y de familias en cada estrato de vegetación, se establecieron los tipos biológicos presentes y se confeccionó un espectro biológico que refleja adecuadamente el tipo de formación vegetal que se desarrolla en el área de estudio. Se analizaron las variaciones en la composición florística, abundancia-dominancia, frecuencia y riqueza de las especies a lo largo del gradiente ambiental existente. Se realizó la caracterización bioclimática general del área estudiada, para ello se utilizó la información proporcionada por la “Tipología Bioclimática de la Provincia de Jujuy”, también se realizó la caracterización bioclimática de cada transecto, para lo cual se calcularon los Índices de termicidad (It) y ombrotérmicos (Io) utilizando datos de temperatura estimados en función de la altitud y de precipitación que fueron extrapolados de los datos climáticos de seis localidades de referencia ubicadas dentro del área; a partir de estos datos se confeccionó una Tabla Bioclimática...