Ecohydrology of mediterranean headwater catchments the role of forest in the redistribution and isotopic modification of water fluxes
Aquesta tesi té com a objectiu analitzar el paper de la coberta forestal en la redistribució dels fluxos d’aigua, amb la finalitat de millorar el coneixement sobre el funcionament hidrològic de les conques Mediterrànies de capçalera. L’estudi s’ha realitzat a les conques d’investigació de Vallcebre,...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2019 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/667405 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/667405 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Escolament cortical Escorrentía cortical Stemflow Isòtops estables de l'aigua Isotopos estables del agua Water stable isotopes Separació isotòpica d'hidrogrames Separación isotópica de hidrogramas Isotopoe-based hydrograph separation Ciències Humanes 504 |
| Sumario: | Aquesta tesi té com a objectiu analitzar el paper de la coberta forestal en la redistribució dels fluxos d’aigua, amb la finalitat de millorar el coneixement sobre el funcionament hidrològic de les conques Mediterrànies de capçalera. L’estudi s’ha realitzat a les conques d’investigació de Vallcebre, representatives dels ambients mediterranis de muntanya. Els processos hidrològics s’han estudiat a diferents escales espai-temporals a partir de mesures continues de pluja, trascol, escolament cortical, escorrentia, variables meteorològiques i mostreig dels isòtops estables de l’aigua. Els resultats obtinguts a escala de parcel·la, en un bosc de Pi roig (Pinus sylvestris L.) i un de roure martinenc (Quercus pubescens Willd.) han demostrat que l’escolament cortical, malgrat representar un percentatge petit de la pluja incident, representa una concentració important d’aigua i partícules directament a la base dels arbres. L’escolament cortical és el resultat d’una combinació complexa de factors biòtics i abiòtics, augmenta a major volum de pluja, però la duració de la pluja, la intensitat o la demanda evaporativa determinen la seva dinàmica temporal. D’altra banda, la mida dels arbres determina la diferent resposta d’individus de la mateixa espècie. En canvi, entre espècies, les diferències estan determinades per la capacitat d’emmagatzemar aigua a l’escorça o les diferents taxes d’evaporació. L’anàlisi de les partícules transportades pel trascol i l’escolament cortical, indica que la interacció entre la matèria particulada i les superfícies vegetals afecta a la mida i a la retenció de partícules. En general, la presència de fulles als roures incrementa la mida de les partícules, i les acícules dels pins augmenten la retenció de partícules. Finalment, cal destacar la pols del Sàhara com una font important de partícules a la zona d’estudi. Hem observat diferències isotòpiques entre l’aigua de pluja, el trascol i l’escolament cortical. Els processos de fraccionament isotòpic són més evidents per als episodis de baixa magnitud, en els que les capçades no s’arriben a saturar del tot. Aquests processos són deguts a una mescla de factors, per exemple l’evaporació pot ser el factor determinant a l’inici de la pluja, tot i que en condicions d’alta humitat ambiental, l’intercanvi isotòpic (entre aigua i vapor d’aigua) pot adquirir rellevància. En episodis on el senyal isotòpic varia al llarg de la pluja, la retenció de part de la pluja a les fulles i troncs pot produir tan enriquiment com empobriment. A escala de conca, hem observat que el senyal isotòpic de la pluja, a més de canviar per l’efecte de la coberta, canvia al variar el gradient d’elevació. Amb aquesta informació, hem analitzat l’efecte de la variabilitat espai-temporal del senyal isotòpic d’entrada a la conca de Can Vila sobre els resultats de la separació d’hidrogrames. Els resultats mostren que tot i que els hidrogrames estan dominats per aigua pre-existent a la conca, per algunes crescudes, la contribució d’aigua pre-existent pot variar significativament en funció de la localització del senyal isotòpic d’entrada utilitzat. La comparació dels resultats obtinguts en la separació d’hidrogrames utilitzant diferents senyals isotòpics d’entrada amb els resultats obtinguts utilitzant un senyal mitjà, ha permès definir una estratègia de mostreig “intel·ligent” que millora les separacions d’hidrogrames basades en isòtops estables a escala de petita conca. En conjunt, els resultats d’aquesta tesi destaquen el rol de l’escolament cortical com a flux preferencial d’aigua i nutrients, que pot afavorir els processos biogeoquímics a la base dels arbres. A més, els resultats recalquen que la variabilitat del senyal isotòpic de la pluja, degut als processos d’intercepció i gradients d’elevació, s’ha de tenir en compte per millorar la comprensió dels processos hidrològics en conques Mediterrànies de capçalera. |
|---|