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Unraveling evapotranspiration dynamics and processes in tropical Andean tussock grasslands

Abstract:

El páramo proporciona recursos hídricos para importantes ciudades andinas. Estos recursos son utilizados para agua potable, agricultura, generación de energía hidroeléctrica y para sostener ecosistemas acuáticos. A pesar de que las zonas de montaña presentan dificultades por su locación remota; y, en consecuencia, escasez de datos, el conocimiento acerca del funcionamiento de este bioma ha mejorado últimamente. El monitoreo de precipitación (P) y escorrentía ha incrementado dramáticamente, pero no así el de evapotranspiración (ETa). A fin de comprender los componentes del ciclo hidrológico, este estudio tiene como objetivo entender el proceso de evapotranspiración en este importante bioma, a través de tres objetivos específicos: (1) cuantificar la intercepción, la transpiración y su contribución a la evapotranspiración, (2) encontrar métodos adecuados para medir y estimar la evapotranspiración e (3) investigar los controles de la evapotranspiración. Los resultados mostraron la alta contribución de la intercepción al proceso de evapotranspiración. La capacidad máxima de los pajonales para interceptar agua fue de 2 mm. Durante eventos pequeños (P < 2 mm), la precipitación fue interceptada entre 100 y 80 % y regresó en forma de vapor a la atmósfera; mientras que, durante eventos largos (P > 2 mm), la pérdida por intercepción decreció desde 80 a 10 %. La intercepción fue principalmente controlada por la cantidad de precipitación y en menor grado por la humedad relativa. Durante periodos secos, las tasas de transpiración fueron en promedio 1.7 mm/día (en un rango de 0.7 y 2.7 mm/día). Incluso durante esos periodos secos, la neblina y el rocío fueron retenidos por la vegetación y contribuyeron a la evapotranspiración. Para la medición de la evapotranspiración, se encontró que el método de eddy-covariance es el más preciso y el de mejor resolución. Sin embargo, debido a la complejidad de instalación, operación y mantenimiento, se encontraron como alternativas para la estimación diaria de evapotranspiración, dos modelos hidrológicos (HBV-light y PDM) y la ecuación calibrada de Penman-Monteith. Estos métodos alternativos son precisos, están disponibles gratuitamente y son fáciles de implementar. Este estudio demostró, además, que el método de balance hídrico, usado comúnmente, no es aceptable para la estimación de la evapotranspiración a escala diaria o mensual. Finalmente, se encontró que el páramo tiene una tasa de evapotranspiración relativamente baja (ETa/P = 0.5, agregación anual) y que es un sitio limitado por la cantidad de energía, donde la radiación neta es el principal control de la evapotranspiración (ETa/Rn = 0.47, agregación anual). Los controles secundarios que se encontraron fueron la velocidad del viento, la conductancia superficial y la conductancia aerodinámica, los cuales fueron especialmente importantes durante periodos secos.