Partición de la evapotranspiración usando isótopos estables en estudios ecohidrológicos

La ecohidrología como disciplina emergente pretende generar conocimiento para entender procesos fundamentales de los ecosistemas en función de la dinámica del ciclo hidrológico. Durante la temporada de lluvias, que coincide con las altas temperaturas en las zonas semiáridas, se desencadenan diversos procesos ecológicos relacionados con el intercambio de agua entre la superficie terrestre y la atmósfera, vía evapotranspiración (ET). A pesar de que existen diferentes metodologías para estimar ET, conocer la proporción de sus componentes, evaporación del suelo (Es) y transpiración de la vegetación (T), en escalas congruentes es todavía complicado. El presente trabajo tiene como objetivo conocer la proporción de T/ET durante un día de la temporada de lluvias en un ecosistema semiárido del noroeste de México, usando isótopos estables como trazadores de los diferentes componentes de la ET. Durante el 24 de julio de 2007 se obtuvo que la proporción T/ET fue de 59 ± 6%, pero mostró una variación importante entre la mañana y la tarde, ya que la T/ET fue de 86 ± 21% por la mañana y decayó a 46 ± 9% en la tarde. Estos resultados apuntan a que durante la mañana la vegetación se mantiene más activa, contribuyendo más a la ET vía T, en contraste con lo que se observa en la tarde. Con el uso de isótopos estables es posible separar la ET en sus componentes en nivel de ecosistema, lo cual permite el avance del conocimiento ecohidrológico

Diferentes estrategias en las dinámicas de flujo de savia y nicho hidrológico de árboles dominantes en el Desierto Sonorense posibilitan su coexistencia

Antecedentes: Las plantas en ecosistemas áridos exhiben adaptaciones a las sequías periódicas, más frecuentes e intensas por el cambio global. Conocer los atributos ecofisiológicos en las especies, ayudará a entender sus adaptaciones a las limitaciones de agua. En los ecosistemas del Noroeste de México coexisten árboles perennifolios y caducifolios, de los que poco se conocen sus adaptaciones hídricas y funcionales. Preguntas: ¿Cuáles son las diferencias en los atributos de resistencia a la sequía e hídricos, en árboles coexistentes de una comunidad semi-árida? ¿Es posible determinar mecanismos de coexistencia? Especies de estudio: Olneya tesota, Ipomoea arborescens y Jatropha cordata. Sitio y año de estudio: Matorral subtropical del Desierto Sonorense. Sonora, México, 2021. Métodos: Densidad de flujo de savia (Fd) medido continuamente utilizando sensores de disipación de calor, potenciales hídricos al amanecer (Ψpd), al mediodía (Ψmd) y conductancia estomática (gs), en el verano. Resultados: Olneya (perennifolia) mantuvo Fd durante todo el año, pero Ipomoea y Jatropha (deciduas) solo durante días húmedos del verano. La Fd máxima de Ipomoea y Jatropha (~1200 g cm-2 día-1) fue el doble que Olneya (600 g cm-2 día-1). Durante los períodos secos, los árboles deciduos disminuyeron Fd. Los potenciales hídricos y conductancia estomática permitieron diferenciar los nichos hidrológicos en tipos funcionales isohídricos (Ipomoea y Jatropha) y anisohídricos (Olneya). Conclusiones: Un gradiente decreciente de resistencia a la sequía se encontró entre Ipomoea, Jatropha y Olneya. Estas especies logran su coexistencia por sus nichos hidrológicos, caracterizados por flujos de savia, estrategias iso-anisohídricas, y profundidad de raíces

Components of litterfall production in a tropical deciduous forest of Northwest Mexico

This dataset contains information about the production and composition of litterfall at a successional gradient of the tropical deciduous forest of northwestern Mexico In these sites, the production was collected every fifteen days during the period from June 2018 to February 2019. We used sixty 0.5 m diameter litter traps (20 per site) made of synthetic mesh suspended at 75 cm from the ground. Contents from each bag were separated in leaves, branches, seeds, fruits, flowers and bark. Subsequently they were introduced in a drying oven for 48 hours at 65 °C. To calculate the amount of litter per unit area, the litter weight of each sample was divided by the area of the trap (0.19 m2), expressing the values in grams of litter per square meter (g m2). The sites are part of the private reserve "Monte Mojino" managed by Naturaleza y Cultura International. This reserve is whitin the "Area de Protección de Flora y Fauna Sierra de Alamos-Rio Cuchujaqui in Northwestern Sonora, México". At this reserve we work at three contiguous sites i) an old gowth forest, ii) a secondary forest (clear cut but in regeneration for over 35 years) and iii) early secondary succession forest patch with about 9 years of natural regeneration

Soil respiration in Mexico: Advances and future directions

Soil respiration (RS) is a CO2 efflux from the soil to the atmosphere defined as the sum of autotrophic (respiration by roots and mycorrhizae), and heterotrophic (respiration of microorganisms that decompose fractions of organic matter and of soil fauna) respiration. Globally, RS is considered to be the second largest flux of C to the atmosphere. From published literature it is clear that its main controls are soil temperature, soil moisture, photosynthesis, organic matter inputs and soil biota composition. Despite its relevance in C cycle science, there have been only twenty eight studies in Mexico in the last decade where direct measurement of gas exchange was conducted in the field. These studies were held mostly in agricultural and forest ecosystems, in Central and Southern Mexico where mild subtropical conditions prevail. However, arid, semi-arid, tropical and wetland ecosystems may have an important role in Mexico’s CO2 emissions because of their extent and extensive land use changes. From the twenty eight studies, only two provided continuous measurements of RS with high temporal resolution, highlighting the need for long-term studies to evaluate the complex biophysical controls of this flux and associated processes over different ecological succession stages. We conclude that Mexico represents an important opportunity to understand its complex dynamics, in national and global context, as ecosystems in the country cover a wide range of climatic conditions. This is particularly important because deforestation and degradation of Mexican ecosystems is rapidly increasing along with expected changes in climate

Efecto de la salinidad en callos de variedades de trigo durante el cultivo in vitro

Se estudió el efecto de la salinidad en el grado de tolerancia al estrés y la efectividad de la radioinducción de mutaciones en callos de tres variedades de trigo harinero durante el cultivo in vitro. El estudio se desarrolló en el centro de Ingeniería Genética Biotecnología (CIGB) de la Habana, Cuba en el período comprendido entre noviembre de 2015 a febrero de 2016 en un programa de mejora genética para tolerancia a estrés salino en fase de cultivo in vitro. Se evaluaron las variables permeabilidad de las membranas celulares, actividad peroxidasa, concentración de proteínas solubles y síntesis de ácido abscísico a las 24 h, 30 días y 70 días de exposición de los callos a los tratamientos, los cuales consistieron en conductividades eléctricas (CE) de 0.02, 5 , 7, 9 dS m-1 en el medio de cultivo. Se observó a las 24 h, un incremento de la PMC como efecto estimulante inicial de la salinidad, valores que disminuyeron conforme se incrementó la CE y el tiempo de exposición al estrés. La actividad peroxidasa se incrementó hasta los 7 dS m-1 en las tres variedades pero la tendencia fue a mantenerse o disminuir cuando se incrementó CE. Respuesta similar mostraron las proteínas solubles totales. La concentración de ABA aumentó en más de 25 unidades en las variedades quedando descartada la hipótesis de su síntesis a partir de pigmentos fotosintéticos y protectores. La evaluación realizada demostró el efecto positivo de la radioinducción en la tolerancia del trigo al estrés salinoThe effect of salinity on the stress tolerance degree and the radioinduction effectiveness of callus mutations of three common wheat varieties during in vitro culture was studied. The researcg was developed at the Center for Genetic Engineering Biotechnology (CIGB) of Havana, Cuba in the period from November 2015 to February 2016 in a genetic improvement program for tolerance to salt stress in in vitro culture phase. The variables cell permeability, peroxidase activity, soluble protein concentration and abscisic acid synthesis were evaluated at 24 h, 30 days and 70 days of callus exposure to treatments, which consisted of electrical conductivities (EC) of 0.02, 5, 7, 9 dS m-1 in the culture medium. An increase in PMC was observed at 24 h as the initial salinity stimulating effect, values that decreased as the EC and the time of exposure to stress increased. Peroxidase activity increased to 7 dS m-1 in all three varieties but the trend was to be maintained or decreased when CE increased. Similar response showed total soluble proteins. The concentration of ABA increased by more than 25 units in the varieties and the hypothesis of its synthesis was ruled out from photosynthetic and protective pigments.The evaluation showed the positive effect of radioinduction on wheat tolerance to saline stress

Calibración in situ del sensor cosmos para determinar humedad del suelo en escalas intermedias (~1 km)

La heterogeneidad del suelo influye ampliamente en el contenido de humedad, dificultando la precisa determinación de este parámetro en estudios con fines hidrológicos y ecológicos que requieren de mediciones continuas y representativas para escalas intermedias (~1 km). En este contexto un sensor de neutrón de rayo cósmico The COsmic-ray Soil Moisture Observing System (COSMOS) permite cuantificar humedad del suelo de manera continua y a escalas espaciales de cientos de metros. El objetivo de este estudio fue evaluar un esquema de calibración para un sensor COSMOS CRS-1000. El estudio se realizó en una sabana de zacate buffel (Pennisetum ciliare) en Rayón Sonora, México. En este sitio se instaló el COSMOS CRS-1000 y para su calibración se realizaron muestreos de suelo en dos etapas. A estas muestras se les determinó el contenido de humedad y su densidad aparente por técnicas gravimétricas. Con el contenido de humedad de estas muestras, expresado en términos volumétricos, se obtuvo por aproximación el parámetro de calibración para el COSMOS CRS-1000. El valor obtenido para este parámetro fue de 4121 conteos por hora (tasa de conteo del neutrón sobre suelo). Con este valor se realizó la corrección a los valores estimados originalmente por el sensor COSMOS CRS-1000. Al realizar esta corrección, se observó un incremento en el contenido de humedad del suelo de 1 a 2 % con respecto a los valores estimados con el COSMOS CRS-1000 en todo el periodo de análisis. A pesar de la variabilidad espacial en el contenido de humedad del suelo bajo estudio, se observó que el sensor COSMOS CRS-1000 tiene la capacidad de proveer estimaciones razonables del contenido de la humedad del suelo de manera continua a una profundidad de 0 a 40 cm, en una superficie de alrededor de 30 ha

Soil Respiration Is Influenced by Seasonality, Forest Succession and Contrasting Biophysical Controls in a Tropical Dry Forest in Northwestern Mexico

Soil respiration (RS) is an important component of the C cycle because it contributes significant CO2 emissions to the atmosphere that result from metabolism and respiration of its autotrophic and heterotrophic components. However, the relative importance of different biophysical controls that drive the variability of this flux and their influence along forest succession pathways is still unknown. We incorporate multiyear RS, ecosystem flux and meteorological measurements in old-growth (OG), mid-secondary (MS) and early-secondary (ES) tropical dry forests (TDFs) with the goal of assessing the temporal variation of RS and identifying the biophysical controls at each site by applying structural equation models (SEM). Along forest succession, RS followed the pattern of precipitation events; we identified by the end of the wet season that RS was sustained by a longer period at OG, while in MS and ES, RS decreased according to the soil moisture availability. According to SEM, soil moisture and soil temperature exert an effect on the variability of RS in all sites. However, we found that RS was also controlled by the vapor pressure deficit at MS and gross primary production at OG and ES. Our results suggest that seasonality has a different impact on RS along forest succession in TDFs found in northwestern Mexico and highlights the relevance of considering additional biophysical controls of RS for a better understanding this critical process of the C cycle

Soil Respiration Is Influenced by Seasonality, Forest Succession and Contrasting Biophysical Controls in a Tropical Dry Forest in Northwestern Mexico

Soil respiration (RS) is an important component of the C cycle because it contributes significant CO2 emissions to the atmosphere that result from metabolism and respiration of its autotrophic and heterotrophic components. However, the relative importance of different biophysical controls that drive the variability of this flux and their influence along forest succession pathways is still unknown. We incorporate multiyear RS, ecosystem flux and meteorological measurements in old-growth (OG), mid-secondary (MS) and early-secondary (ES) tropical dry forests (TDFs) with the goal of assessing the temporal variation of RS and identifying the biophysical controls at each site by applying structural equation models (SEM). Along forest succession, RS followed the pattern of precipitation events; we identified by the end of the wet season that RS was sustained by a longer period at OG, while in MS and ES, RS decreased according to the soil moisture availability. According to SEM, soil moisture and soil temperature exert an effect on the variability of RS in all sites. However, we found that RS was also controlled by the vapor pressure deficit at MS and gross primary production at OG and ES. Our results suggest that seasonality has a different impact on RS along forest succession in TDFs found in northwestern Mexico and highlights the relevance of considering additional biophysical controls of RS for a better understanding this critical process of the C cycle