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TABLA 4. Componentes del balance de energia para algunos tipos de
bosques deciduos en Rusia (Adaptada de Rauner, 1976j.
ETPTipo de bosque Mes RN ET K Q (mm)*
Bosque natural Jul io 419 06 9 4 162
mixto y desiduo Agosto 398 402 4 O 160
( Ro b1e, a rc e, 19 - 12 afios) Sept. 126 105 25 -4 42
Bosque natural Mayo 369 260 88 21 103
de Roble (40-60 Junio 335 276 50 9 110 años) Jul i o 419 410 O 9 163
Agosto 318 318 -4· 4 127
Sept. 117 100 17 O 40
Plantación de Arce (10-12 años) Junio 440 385 42 13 153
Jul i o 452 436 12 4 174
Agosto 293 289 O 4 115
Sept. 205 184 21 O 73
Octubre 63 42 25 4 17
Bosque natural de Roble (20-25 años) Julio + 432 324 104 4 128
Agos to
* ETP ~ Evapotranspiración.
40
Durante el período junio-agosto, época de defoliación, la relación
ET/K permanece casi constante; pero ésta cambia drásticamente para
el período de septiembre-octubre, decreciendo, correspondiendo a la
época en que aparece la brotación de hojas.
La energía neta es utilizada, también, para la evaporación en su mayor
proporción.
1.11 INDICES RELACIONADOS CON EL BALANCE DE ENERGIA.
·1.11.1 Razón de Bowen (j3 ).
La razón de Bowen se ha definido como la relación entre los componen
tes del balance de radiación que tienen que ver con el flujo vertical,
como son el calor sensible (ID y el calor latente de evaporación (~)H U
(Jervis et ~ 1976) :
K (8)J) =
ET
La razón de Bowen varía diariamente. Valores de.f3 bajos significan
que la mayor parte de la energía es utilizada en la evaporación del
agua: bastante humedad disponible para ser evaporada y la atmósfera
con un gradiente alto de humedad relativa y un gradiente bajo de tem
peratura .1
41
Valores altos de 13 impl icar. en condi ciones de superficie seca, un
gradiente peque~o de presión de vapo r un gradiente de temperatura alto.
En 1 a Tabla 3 se observa que J3 L. 1 para os períodos en que RN"/ O,
y cuando hay agua disponible para el bosque. En la noche, cuando
RN ..:::. O, 13 ti ende a ser mayor.
La razón de Bcwen sobre bosques tiene una preponderante relación
la deforestación y manejo de cuencas, y es importante establecer el
rango de valores esperados. Pocos datos existen disponibles de j.J
Jarvis et ~ (1976), presenta en la Tubla 5, rangos de la Razón Bowen
medidos en bosque de coníferas.
1.11.2 Indice de Area Foliar (IAF).
La densidad de fol laje de un bosque puede ser cuantitativamente expre
sada por el índice de area foliar (IAF) y éste a su vez participa en
la atenuación del flujo de energía incidente (Larcher, 1984).
IFA = Area total de las hojas 2 2 m 1m (9) Area del suelo
Este índice es una medida de la cantidad de cobertura. Así, un lAr =
4.0 indica que cierta área del suelo estaría cubierta por cuatro veces
42
TABLA 5. Rangos de la Razón Bowen medida en bosques de coníferas
por el balance de energía (Adaptada de Jarvis et ~,
1976) .
Razón de Bowen (.Jl:J) Especie Sitio Número Copa Copa seca
No. días húmeda cielo nublado soleado
Pinus radiata 1
Pinus contorta 7
Pinus taeda 3
Pinus sp. 15
Pinus resinosa 9
Pinus syl ves tri s 18
Pseudotsuga menziesii 10
Pinus abi es 13
Pinus sitchensis 19
3
1
0.1-0.4
19 0.2-0.4
5
3
3
4
35 -0.7-0.9
0.1-0.8
0.4-1.2
0.4-1.4 0.4-1.4
0.2-2.1 0.3-1.2
0.45 0.6-2.0
0.1-0.8
0.3-0.4 0.3-1.8
0.3-1.3 0.2-3.1
-0.7-1. 9 0.5-3.0
esa área de hojas, dispuesta en varias capas. La radiación debe pasar
a través de esas capas sucesivas de hojas.
La relación del IAF con los flujos de energía en bosques deciduos ha
sido medida por Rauner (1976). Ver Tabla 6.
43
El mismo autor también pre5enta los f ujos d~ energia) la radiación
total y radiación neta, en función del indice de área foliar para un bosque de roble. Ver Tabla 7.
TABLA 6, Distribución vertical de IAF para bosques deciduos (15-20}
aAos) ( hl es el incremento de altura de copa desde la ci ma hasta la base de la copa (Adaptada de Rauner, 1976).
Ti~os de Bosque Altura Quercus Acer Ql~- Populus Til ia Betul a
hl robur- tanoides t remula + cordata + verrucosa
sotobosque sotobosque
0.05
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
2:
0.40
1.00
1.60
1.00
0.50
0.10
0.00
0 .00
0.00
0 .00
4.60
0.60
1.40
1. 40
0.80
0.60
0.20
0.02
0.00
0.00
0.00
5.02
0.08
0 . 30
1. 35
1. 70
L OO
0.30
0.20
0.50
1.40
0.30
7.13
0.30 0.80
1.45 1.65
1.40 L95
0.70 1.30
0.23 0.60
0.18 0.00
0.01 0.00
0.01 0.00
0.20 0.00
0.30 0.00
4.78 5.30
Los valores más altos de IAF aparecen en el bosque Populus tremula +
sotobosque, siendo éste el tipo de bosque más complejo. De manera
44
que el IAF es un buen indicador de la capacidad que tiene un bosque
para hacer de filtro o interceptador de los f 'lujos de radiación a
través de su perfil.
TABLA 7. Flujo relativo de lil radiación tot.a']1 y neta como función
del Indice de Area Foliar (lAF) para un bosque de robl~~
con follaje y sin fol l aje (Adaptada de Rauner, 1976.
Con Follaje Sin Fa" uj e IAF
Radiación total Radiación neta IAF ' RG RN/
RG( IAF) /RG( O) '" RN ( I!\ F) / RN (O ) + (IAF) I RG (O) (IAF/ N(O)
0.0 1.00 1.00 0.0 1.00
1.0 0.87 0.78 0<1 0.94 0.93
1.5 0.78 0 , 62 0.2 0.87 0_85
2.0 0.69 0.53 0.3 0_77 0.72
2.5 0.58 0.45 0.4 0.69 0.58
3.0 0.48 0.35 0.5 0.64 0.50
3.5 0.37 0.28
4.0 0.28 0.20
4.5 0.21 0 . 14
5.0 0.15 o.n
5.5 0.10 0.08
'" RG{O) Radiación global incidente RG(IAF): radiación global en función del IAF.RN(O) Radiación neta en función de
RN(IAF): radiación neta en funla incidente. ción del IAF.
45
E1 ejemplo anterior demuestra la amplia utilización del índice de
área foliar (IAF) en estudios ecológicos, para evaluar los flujos
de energfa dentro de un bosque, cuando se puede conocer el IAF, o
viceversa, para encontrar los IAF cuando se conocen lo s valores de
radiación en un bosque determinado.
) En los valores de l a Tabla an t erio r se observa una gradual disminu
ción de los flujos de radiación dentro del bosque con el aumento de
) los valores de lAPo
En otro estudio, el IAF, fue utilizado por Ometto (1981), para defi
nir la tasa de asimilación neta (TAN) en cultivos agrfco1as y por
tanto po;oedecir la producción, en la forma siguiente:
TAN 1 d (ms) (lO) = x
IAF d t
Donde:
TAN: tasa de asimilación neta ° --2
ms materia seca ( g . cm )
t tiempo (dfa)
Además, discute en detalle el método para obtener el Indice de Area
Foliar (IAF) a partir de fotografías hemisféricas, con lente "ojo
de pescado" (Fisheye), con 180 0 de visión.
46
Para tener un criterio de los rangos en los cuales se mueve el IAF
se puede consultar la Tabla 8 en la cual Whitaker y Likens (1975) reu
nen, para diferentes ecosistemas vegetales los valores de la produc
ción primaria neta y el índice de área fol iar (IAF) .
TABLA 8. Producción Primaría Neta e Jndice de Area Foliar (IAF) para diferentes ecos i stemas vege t ales (Ada ptada de Whitaker y Likens, 1975).
Producción Prima ri a Indice Area Tipo de ecos i s tema Neta Fo 1 i ar
106.km2 Amplitud ~ledia Amplitud f1¡ed i a
-1 -1T. ha a ··1 -}T .ha a
Bosques pluviales tropicales
Bosques húmedos tropical es
17
'7.5
10.,.35
10-25
22.0
16.0
6-16
3-12
8
5
Bosques caducifolios 70 6-25 12.0 5-14 5
Bosques siempreverdetemplados 5.0 6-25 13.0 7-15 12
Bosques boreales 12.0 4-20 8.0 4.,.12 12
Bosques esclerofilos, arbustos 8 h• .J 2-12 7.0 1-5 4
Sabanas 15.0 2-20 9.0 0.5-2.5 4
Prados y estepas 9.0 2-15 6.0 4-12 3.6
Tundras y montañas 8.0 0.1-4 1.4 2
Desiertos con arbustos 18.0 0.1-2.5 0.9 1
Plantaciones agri' -colas
14.0 1-40 6.5 4
47
1.11.3 Eficiencia de la energla en el proceso de fotosíntesis.
Este lndice, para cualquier t ipo de vege t ación, se puede expresar
como especifica Rauner (1976), en los Si guientes términos:
1. Coeficiente de eficiencia fotosintética dado por :
(11 )E = s
2. Coeficiente de eficiencia de transpiración:
- fd\'l/ ET (12)E e
3. L a re1: a c i ón E / E = ET / S+ I (13 ) s e
Donde:
f = energla equivalente de fotoslntesis, usualmente utilizada como
16.7 KJ g-l para vegetación fore ~ tal.
- ;, ncremento de la materi a seca en peso ( 9 m"-2) para el perlododW en el cual el ingreso de energla fotos i ntéti camente acti va
2(EFA) es S+ en J/m .
En la Tabla 9 se presentan l~s caracterlsticas de energla de los pro
cesos de ef"iciencia fotosintética y de transpiración en un bosque de
rOble para diferentes edades.
48
TABLA 9. Absorción relativa de EFA , transpiración relativa E lEt .0
Y eficiencia fotosintética, en función de la edad en un
bosque de roble (Adaptada de Rauner, J976).
Edad ( años Caracte 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100rísticas
Absorción relativa de EFA
0.35 0 . 91 0.93 0.93 0.92 0.91 0.91 0.90 0.90 0.88
Transpi ra-Clan t'e1ativa Et/Eo
0.43 0.80 0.90 0.90 0.85 0.80 0.76 0.73 0.71 0.69
Es (%) 1. 20 1. 50 1. 70 1.40 1. 20 1.00 0.90 0.80 0.80 0.80
E e (%) l. {Ira 1. 70 2.10 1.80 1. 40 1. 20 1. 15 1.10 1-10. klCl
E s lE e 0.86 0.88 0.81 0.78 0.85 0.83 0.78 0.73 0.73 0.73
De acuerdo con la Tabla 9, los mayores valores de absorción de radia
ción solar, así como la transpiración relativa más intensa se encuen
tran .a las edades de 20 a 40 años. Durante este período, como se pue~ de observar arriba, el bosque exhibe su más alta capacidad para reali
zar fotosíntesis y transpiración y por tanto la producción de materia
seca sobre el suelo es la mayor. A partir de este periodo 6ptimo los
valores de EFA y la transpiración comienzan a decrecer gradualmente.
---
- --
49
El valor más alto para el coeficiente de eficiencia fotosintética (Es)
(por encima de 2%) fue encontrado para un bosque de roble entre los
25 y 35 años de edad.
Se espera haber ilustrado, con los índices anteriores, complementados
con algunos ejemplos prácticos (Tablas) de su aplicación en cobertu
ras forestales, con la finalidad de resaltar la importancia de los
flujos de energía "acoplados" con la fotosíntesis y la productividad
primari a.
1.12 INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN MEDICION DE LA RADIACION SOLAR.
Hel "á..g afo.
El heliógrafo registra el número de horas de brillo solar. El helió
grafo Campbell-Stokes. consta de una esfera de vidrio transparente
fija en su eje. El eje se debe colocar paralelo al eje hipotético te
rrestre, con ~.IT-ecci ón de 1ati tud. El eje posee una concha concéntri
ca a la esfera, donde se coloca el papel de registro. Se debe tener
cuidado que al momento de la instalación se oriente el círculo máximo
de la concha en dirección este-oeste. Esa esfera recibe los rayos
solares. concentrándolos en un eje de alta energía, el cual incide so
bre el papel registrador, quemándolo. Este se denomina tira heliográ
íica o heliograma. La quema solamente ocurre cuando hay rayos solares. o
que inciden en el aparato. De esta manera, mirando el heligrama es
50
posible saber cuantas horas de sol inc i di eron en una superficie; este
número de horas se denomina insol ación real (n) .
Piranómetro:
El piranómetro mide la radiación solar total que incide en un punto.
Su sensibilidad es compatible con todo el espectro de radiación solar s
tanto radiación directa como radiación di fusa.
El piranómetro es un instrumento construído uti li zando el "efecto
Peltier", ésto es, con utilización de termopar'es . Ellos pueden estar
colocados en la misma cara que reciben la radiación solar. La dife
rencia de potencial establecida entre las caras de unión caliente y
fría, es función de la diferencia de temperaturas entre ellas, siendo
~sta, a su vez, f unci6n de las características de absorbancia en rera
ción con la radiación solar global . Estas caras de unión que constitu
yen el elemento s ~nsible, se ubican en una ampolla de vidrio. Por sus
altos costos de adquisición y el cuidado que requieren, los pifan6me
tras $olamente se utilizan en centros de investigación.
Actln6metro:
El actinómetro mide en calorías la radiación que incide en un lugar.
Consta de dos term6metros de mercurio: uno de ellos t i ene buibo o
dep6sito plateado, y es reflector de energía. El otro posee depósito
o bul bo negro y es absorbente de energía. Ambos termómetros van
51
-2calibrados en calorfas x cm y se leen simultáneamente. La diferen-2cia entre ambas lecturas permite conocer las ca10rfas x cm que re
cibe del sol un sitio en un momento dado .
Actinógrafo:
Es un instrumento de registro, que inscribe en una gráfica calibrada
el desarrollo de la irradiación solar. Funciona a base de un e1emen
to bimetá1ico que acciona una aguja inscriptora y está calibrado en
~ -2 d 1 ~ ca1orlas x cm y dota o de mecanismo de re ojerla.
RSI DAD NACIONAL BJ 10 CA e RAL
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