Detección de estrés en coníferas mediante teledetección hiperespectral y térmica de alta resolución y modelos de transferencia radiativa

Zusammenfassung

En los últimos años se han descrito procesos de mortalidad en distintos tipos de bosques en todo el mundo, siendo una de las causas más importantes el estrés hídrico y térmico. La exposición a largo plazo de estrés hídrico combinado con altos niveles de radiación y altas temperaturas provoca una depresión de la fotosíntesis y la eficiencia del fotosistema II, que no es fácilmente reversible incluso para especies vegetales resistentes a este tipo de ambientes como las coníferas mediterráneas. Varios autores han demostrado que el estado de estrés fisiológico está relacionado con la disminución en el contenido de clorofila y de la fotosintésis, mientras que la proporción de C a+b / Cx +c muestra una tendencia decreciente. Esta tesis evalúa diferentes índices de vegetación fisiológicos (SVI) a nivel de la cubierta y para la estimación del contenido de clorofila (C a + b) y carotenos (C x + c) con sensores de alta resolución espacial y modelos de transferencia radiativa en bosques de coníferas. El objetivo es la detección temprana de los procesos de decaimiento basados en el análisis del estado fisiológico de los árboles y la cartografía del contenido de los principales pigmentos que regulan la eficiencia de la fotosíntesis. Las relaciones entre los índices espectrales de vegetación y contenido de pigmentos han sido ampliamente analizadas a nivel de hoja en trabajo anteriores. Sin embargo, existe una carencia de conocimiento de este tipo de relaciones a nivel de cubierta, y más concretamente aplicado a doseles de vegetación heterogéneos como los bosques de coníferas. Los doseles en este tipo de masas son estructuralmente más complejos que otros tipos de vegetación, por lo tanto, las relaciones derivadas a nivel de hoja o de cubierta homogénea no se pueden aplicar de una manera generalizada. En consecuencia, la modelización a escala de la hoja y de cubierta es necesaria para permitir un uso operativo de SVI que permitan determinar los niveles de estrés en cubiertas no homogéneos, donde la variación estructural tiene gran efecto sobre la firma espectral de la cubierta. Este trabajo presenta nuevas formulaciones de SVI relacionados con Cx+c y ciclo de las xantofilas (VAZ) obtenidas a partir de la simulación con modelos de transferencia radiativa y datos experimentales, demostrando la fiabilidad de dichas formulaciones a nivel de cubierta. La metodología ha sido probada en dos especies de coníferas mediterráneas: Pinus sylvestris y Pinus nigra. Este estudio ha requerido mediciones de parámentros biofísicos en campo, análisis ópticos y bioquímicos foliares de laboratorio, así como el análisis de imágenes hiperespectrales adquiridas en plataformas tripuladas y de vehículos aéreos no tripulados (UAV). Además, el uso de modelos de transferencia radiativa permitieron la evaluación de la influencia de diferentes parámetros biofísicos; a nivel de hoja, tales como Ca+b y Cx+c así como la relación entre ellos, y a nivel de dosel, tales como el índice de área foliar (LAI) o la densidad de árboles.