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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1616| Biophysical controls of ecosystem fluxes of carbon in a semiarid Mediterranean shrubland Controles biofísicos de flujos de carbono a nivel ecosistema en un matorral semiárido con clima mediterraneo | |
| ALEJANDRO HIRAM CUEVA RODRIGUEZ | |
| STEPHEN HOLMES BULLOCK RUNQUIST RODRIGO VARGAS RAMOS | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Covarianza de vórtices, cámaras fenológicas, eventos extremos, respiración de suelo Eddy covariance, phenocams, extreme events, soil respiration | |
| Se sabe que los ecosistemas áridos y semiáridos podrían desempeñar un papel fundamental en el ciclo global del carbono; sin embargo, todavía existen desafíos en la comprensión de la variabilidad temporal y espacial de los flujos de carbono a escala de ecosistemas, que van desde procedimientos estándar para realizar mediciones a nivel parcela, hasta la parametrización de modelos y procesos empíricos. El incremento en el conocimiento de las respuestas de los ecosistemas áridos y semiáridos respecto a los factores ambientales, mejorará la comprensión de la retroalimentación de este tipo de ecosistemas sobre el sistema terrestre. El objetivo principal de esta tesis fue comprender la variabilidad temporal y espacial de los principales flujos de carbono del ecosistema en un matorral semiárido con clima mediterráneo. Para abordar el objetivo general de esta investigación se emplearon técnicas micro-meteorológicas, edafológicas, y de percepción remota cercana a la superficie. Se exploró el efecto contrastante de dos años anormales en precipitación, uno excesivamente húmedo y otro seco en extremo, sobre los controles físicos del intercambio neto del ecosistema (NEE), así como sobre la magnitud y duración del sumidero de carbono. Los resultados sugieren que los controles físicos de NEE cambian cuando el agua no es un factor limitante y que un exceso de disponibilidad de agua en el ecosistema puede extender y hacer más fuerte el sumidero de carbono del ecosistema. Además, se desarrolló un modelo empírico para estimar la producción primaria bruta diaria (GPP), que utiliza como datos de entrada variables meteorológicas y un índice de vegetación derivado de cámaras digitales. Las estimaciones diarias de este modelo fueron comparables con la estimación de GPP derivada de la técnica de covarianza de vórtices. Al incluir un parámetro de senescencia de follaje las estimaciones de GPP mejoraron, especialmente a finales del verano y otoño. Además, se analizó la variabilidad espacial y temporal de la respiración del suelo (Rs) en una parcela de 50x100 m. Estos resultados sugieren que los valores promedio de Rs no cambian en relación con la secuencia espacial entre sitios de medición a nivel parcela; sin embargo, sus factores biofísicos (i.e., temperatura y humedad de suelo, índice de área foliar) cambiaron dependiendo de la secuencia de mediciones. Finalmente, se estimaron sesgos potenciales debidos al muestreo temporal en ciclos de 24 horas en la Rs. It has been recognized that arid and semiarid ecosystems might play a pivotal role in the global carbon cycle. Nonetheless, there are still challenges to the understanding of the temporal and spatial variability of ecosystem scale carbon fluxes, that goes from standard procedures to perform plot-scale measurements, to the parameterization of empirical- and process-based models. Thus, enhancing the knowledge of the response of arid and semiarid ecosystems to environmental forces will improve our understanding on how these ecosystems could feedback the Earth system. Thus, the main aim of this thesis was to understand the temporal and spatial variability of the principal ecosystem carbon fluxes in a semiarid shrubland with a Mediterranean climate. To address the overreaching objective of this research, a set of micro-meteorological, edaphological, and near-surface remote sensing techniques was employed. I explored how two abnormal years in terms of precipitation, one that was excessively humid, and another extremely dry, influenced the physical controls of the net ecosystem exchange of CO2 (NEE) and the strength and duration of the ecosystem carbon sink. My results suggest that the physical controls of NEE changed when water is not a limiting factor, as an excess of water availability within the ecosystem can extend and enhance the ecosystem carbon sink. In addition, I developed a semi-empirical model to estimate daily gross primary production (GPP) that uses meteorological data and a vegetation index derived from consumer-grade digital cameras as inputs. Daily estimates of this model were comparable with the estimation of GPP derived from the eddy covariance technique, and these estimations improved when including a senescence parameter of foliage, especially in late-summer and autumn. Furthermore, I tested for the effect of temporal discrepancies in spatial surveys of soil respiration (Rs), in a 50x 100 m plot. These results showed that Rs does not change spatially, providing support for temporal representation of Rs based on plot-scale measurements; however, its biophysical controlling factors changed depending on the sequence of measurements. Finally, the potential biases due to temporal sampling in 24 hours cycles in soil respiration were tested. It was found that customary and convenient morning hours could overestimate Rs, while during nighttime underestimations could occur; thus, it was proposed a simple correction factor to take into account this pot | |
| CICESE | |
| 2017 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Cueva Rodríguez, A. H. 2017. Biophysical controls of ecosystem fluxes of carbon in a semiarid Mediterranean shrubland. Tesis de de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 82 pp. | |
| OTRAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ciencias de la Vida |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| Thesis_Cueva_Rodríguez_ Alejandro_Hiram_31_oct_2017.pdf | Versión completa de la tesis | 3.69 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |