Análisis de la actividad fotosintética en función del estrés hídrico en la Reserva Nacional Río Clarillo, Santiago, Chile

Abstract

El agua es un elemento esencial para la vida vegetal, y los bosques son cruciales para regular el ciclo del agua. No obstante, la disponibilidad de agua dulce en el planeta es crítica y cada día es más compleja de obtener. En los bosques, la baja disponibilidad de agua en espacios en los que conviven especies vegetales con requerimientos específicos de agua/humedad, conlleva a la aparición de estrés hídrico, fenómeno que ocurre cuando la demanda de agua de las especies de plantas que conforman los bosques, es más alta que la cantidad disponible durante un periodo determinado. Las plantas han respondido al estrés hídrico desarrollando evolutivamente adaptaciones tanto a nivel morfológico como celular, que les permiten sobrevivir en condiciones de déficit hídrico. Uno de estos mecanismos de resistencia a nivel fisiológico es el cierre de estomas, ya que estos son los responsables de la mayor proporción de pérdida de agua en las plantas. En áreas secas, las plantas cierran sus estomas para mermar la pérdida de agua, lo que detiene la entrada de CO2 en las hojas y, por lo tanto, disminuye la actividad fotosintética de la planta. La fotosíntesis es un proceso por el cual plantas y otros organismos generan carbohidratos a partir de agua, CO2 y luz; y es posible medirla (a gran escala) mediante distintas tecnologías asociadas a Sistemas de Información Geográfica, que cumplen un rol fundamental en el rubro investigativo sobre coberturas vegetales. Para este efecto, los índices de vegetación han sido ampliamente utilizados para derivar atributos funcionales y biofísicos de las coberturas vegetales. Uno de ellos es el Índice de Clorofila Verde (GCI), que se centra en las masas vegetales para calcular el contenido total de clorofila y evaluar la fotosíntesis en las plantas. Por otro lado, existe también el Índice Diferencial de Agua Normalizado (NDWI), que permite conocer la hidratación de la vegetación y la humedad del suelo. En razón de lo expuesto, se estableció un análisis de datos para evaluar si existe alguna correlación entre las imágenes satelitales de los índices NDWI y GCI, y los datos pluviométricos del Parque Nacional Río Clarillo, reserva situada en la precordillera de la zona central de Santiago, Chile. En el estudio, se observó que existe una correlación mínima entre las precipitaciones y los índices NDWI y GCI; y una correlación aceptable entre los índices NDWI y GCI (según los rangos establecidos por Montgomery, D.). Además, se enfatizó en la importancia de evaluar otras variables que pudiesen influir en la fotosíntesis de las plantas del parque, para así obtener un análisis que aporte mayor información sobre el uso de imágenes satelitales en temáticas de capacidad fotosintética y estrés hídrico.

Water is an essential element for plant life, and forests are crucial for regulating the water cycle. Nevertheless, the availability of fresh water on the planet is critical and every day it is more complex to obtain. In forests, the low availability of water in spaces where plant species with specific water / humidity requirements coexist, leads to the appearance of water stress, a estres hidricophenomenon that occurs when the demand for water from the plant species that make up the forests, is higher than the amount available during a given period. Plants have responded to water stress by evolutionarily developing adaptations both at a morphological and cellular level, which allow them to survive in conditions of water deficit. One of these resistance mechanisms at the physiological level is the closure of stomas, since these are responsible for the highest proportion of water loss in plants. In dry areas, plants close their stomas to reduce water loss, which stops CO2 from entering the leaves and therefore decreases the photosynthetic activity of the plant. Photosynthesis is a process by which plants and other organisms generate carbohydrates from water, CO2, and light; and it is possible to measure it (on a large scale) through different technologies associated to Geographic Information Systems, which play a fundamental role in the research area on plant coverings. For this, vegetation indexes have been widely used to derive functional and biophysical attributes of plant coverings. One of them is the Green Chlorophyll Index (GCI), which focuses on plant masses to calculate the total chlorophyll content and evaluate photosynthesis in plants. On the other hand, there is also the Normalized Differential Water Index (NDWI), which allows knowing the hydration of the vegetation and the humidity of the soil. Due to what has been told, a data analysis was established to evaluate if there is any correlation between the satellite images of the NDWI and GCI indexes, and the rainfall data of the National Park Río Clarillo, a reserve located in the foothills of the central area of Santiago, Chile. In the study, it was observed that there is a minimal correlation between rainfall and the NDWI and GCI indexes; and an acceptable correlation between the NDWI and GCI indexes (according to the ranges established by Montgomery, D.). In addition, the importance of evaluating other variables that could influence the photosynthesis of the park plants was emphasized, in order to obtain an analysis that provides more information on the use of satellite images on issues of photosynthetic capacity and water stress.