Scielo RSS <![CDATA[Terra Latinoamericana]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0187-577920180002&lang=es vol. 36 num. 2 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[Almacenamiento y flujo de carbono en suelos áridos como servicio ambiental: Un ejemplo en el noroeste de México]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792018000200093&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: El suelo se concibe como soporte de infraestructura y medio de producción agrícola, en tanto que los servicios ambientales que provee son poco valorados y reconocidos. Entre ellos, la captura y almacenamiento de carbono (C) son un punto focal de interés científico por la enorme cantidad que almacena el suelo. Los objetivos de este trabajo fueron: (1) revisar los diferentes componentes, procesos y características que se presentan en los suelos áridos para el almacenamiento de C y (2) estimar el flujo y contenido de C en los suelos de la región semiárida de La Paz, BCS, noroeste de México, mediante dos estudios de caso. Dieciséis perfiles de suelo fueron descritos y muestreados considerando la geomorfología representativa para determinar los contenidos de carbono orgánico (COS) e inorgánico del suelo (CIS). Los valores estimados en 0.15 a 44.25 Mg ha-1 para COS y 0.045 a 28.19 Mg ha-1 para CIS, superan lo reportado para los suelos de Baja California Sur con 16 Mg ha-1. Valores de flujos de CO2 obtenidos de 22 meses de mediciones mensuales fueron muy variables (-0.058 a 0.828 µmol s-1 m-2), valores positivos de respiración sólo se registraron tras el paso de lluvias extraordinarias. Valores negativos se asocian a la captura de CO2 a través de organismos fotosintéticamente activos como las costras biológicas del suelo, las cuales, bajo condiciones específicas de humedad y temperatura, en conjunto con los microorganismos del suelo, presentan evidencias de funcionamiento como fuente y sumidero de C. El presente estudio contribuye al entendimiento sobre el potencial que tienen los suelos de la región árida del noroeste de México en la provisión de SA por captura de C y coadyuva a incrementar el conocimiento de las CBS y su función en la relación suelo-ecosistema.<hr/>Abstract: Soil is generally conceived as infrastructure support and medium for agricultural production, while the environmental services soil provides are poorly valued or recognized. Among these services, carbon (C) sequester and storage is a focal point of scientific interest due the large quantity of C the soil stores. The aims of this study are (1) to review the different components, processes and features that are present in dryland soils for C storage; and (2) to estimate soil C flux and content in the arid region of La Paz BCS, northwestern Mexico, through two study cases. Sixteen soil profiles were described and sampled based on representative geomorphology to determine soil organic carbon (SOC) and soil inorganic carbon (SIC) contents. Estimated values of 0.15 to 44.25 Mg ha-1 for SOC and 0.045 to 28.19 Mg ha-1 for SIC surpass those reported for the soils of Baja California Sur with 16 Mg ha-1. Values of carbon fluxes after 22 months of monthly measurements were highly variable (-0.058 to 0.828 µmol s-1 m-2). Positive values of soil respiration were registered only after an extraordinary rainy season; negative values may be related to CO2 capture through active photosynthetic organisms such as biological soil crusts which, under specific moisture and temperature conditions and coupled with soil organisms, exhibit evidence of their functioning as C source and sink. The present study contributes to understanding the potential of soils of the arid region of northwest Mexico in providing ES through carbon sequester and increases knowledge of BSC and their function in the soil-ecosystem relationship. <![CDATA[Factor de la reflectancia bi-cónica en especies vegetales contrastantes: modelación de los ángulos cenitales]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792018000200105&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: La información multi-angular de las reflectancias de las clases de la vegetación natural ha sido planteada, para su discriminación, bajo diferentes enfoques de caracterización. Aunque en apariencia este enfoque permite definir en forma confiable firmas espectrales multi-angulares típicas, su uso generalizado no ha sido analizado. En este trabajo se presenta un modelo de los efectos del ángulo cenital de visión e iluminación en las reflectancias y se valida en un conjunto de experimentos de ocho especies vegetales con arquetipos contrastantes más suelo desnudo, bajo condiciones de iluminación-visión bi-cónicas. Los resultados muestran que el modelo propuesto es robusto y confiable, por lo que puede usarse en forma operacional. Los análisis realizados para el efecto del suelo y la densidad de plantas muestran que hay importantes zonas de confusión (traslape de información) entre las especies, al considerar efectos combinados para diferentes ángulos acimutales. Estos resultados ponen en duda el uso en forma generalizada de la información espectral multi-angular y solo justifican este enfoque de clasificación si se dejan fijos el fondo de la vegetación y la densidad de plantas (cantidad de follaje).<hr/>Abstract: The multi-angular reflectance information has been proposed for discrimination of classes of natural vegetation under different characterization approaches. Although apparently this method enables reliable definition of typical multi-angular spectral signatures, its widespread use has not been analyzed. This paper presents a model of the effects of viewing and illumination zenith angle and lighting on reflectance and is validated in a set of experiments with eight contrasting plant species plus bare ground, under bi-conical vision lighting conditions. The results show that the proposed model is robust and reliable and can thus be used operationally. Analyses to determine the effect of soil and plant density show that there are important areas of confusion (overlapping information) between species when considering combined effects for different azimuthal angles. These results challenge the widespread use of multi-angular spectral information and justify this approach only if the vegetation background and plant density (amount of foliage) are fixed. <![CDATA[Prototipo autotérmico móvil para producción de biocarbón con biomasa de esquilmos de aguacate]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792018000200121&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: El estado de Michoacán, México, es el principal productor mundial de aguacate, con un impacto social y económico en función de la superficie cultivada. Productos secundarios de esta actividad, son los esquilmos agrícolas derivados de las podas de mantenimiento de los árboles. El biocarbón (biochar) de subproductos de aguacate, se vislumbra como una alternativa económica, ambiental y socialmente viable, para producir biocarbón en grandes volúmenes, sin extracción de maderas de bosque y selvas prístinas. El objetivo del presente estudio, fue construir y evaluar el desempeño en condiciones de campo, de un prototipo de biocarbón-pirólisis autotérmico y móvil, con volumen útil de 1.7 m3 de biomasa triturada. El equipo fue construido de acero inoxidable, para darle un periodo de vida útil de 7 años bajo condiciones intensivas de uso, con movilidad dentro de los campos agrícolas y auto térmico para no depender de una fuente de calor externa. El equipo fue de bajo costo comparado con equipos comerciales ($ 700 000.00 pesos MN) y con un potencial futuro en la cogeneración de energía. La principal variable en el costo de fabricación es el precio del acero inoxidable en el mercado. El equipo reportó una tasa de conversión de biomasa a biocarbón, en condiciones de campo, de entre 300 y 400 kg por día, con una tasa promedio de recuperación del 16% en biocarbón. Las principales variables en la transformación de la biomasa a biocarbón fueron: humedad, el tamaño de la astilla y condiciones atmosféricas. Se encontró una Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) de 46 Cmolc kg-1 y pH 10.25. El equipo transformó satisfactoriamente la biomasa de aguacate y el biocarbón presentó características adecuadas para su uso en suelos volcánicos.<hr/>Abstract: The state of Michoacán, Mexico, is the world’s largest producer of avocado. The social and economic impact of this crop depends on the area under cultivation. By-products of this activity are derived from pruning for tree maintenance. Using avocado byproducts is seen as an economically, environmentally and socially viable alternative for producing biochar in large volumes, without extracting timber from forests and pristine jungles. The objective of the present study was to build a mobile autothermic biochar-pyrolysis prototype, with a useful volume of 1.7 m3 of crushed biomass and evaluate its performance in field conditions. The equipment was built of stainless steel to give it a useful life of 7 years of intensive use, with mobility within the agricultural fields. It is autothermic so as not to depend on an external heat source. The equipment was low-cost compared to commercial equipment ($ 700 000.00 MN pesos) and has future potential in cogeneration of energy. The main variable in manufacturing cost is the market price of stainless steel. The equipment reported a conversion rate of biomass to biochar, under field conditions, of 300 to 400 kg per day, with an average recovery rate of 16% in biochar. The main variables in the transformation of biomass to biochar were moisture, size of chips and atmospheric conditions. A Cation Exchange Capacity (CEC) of 46 Cmolc kg-1 and pH 10.25 were found. The equipment successfully transformed avocado biomass, and the biochar had suitable characteristics for volcanic soils. <![CDATA[Experiencia mexicana en el diseño de seguros ganaderos paramétricos satelitales de tipo catastrófico: bases conceptuales y teóricas]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792018000200131&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: El desarrollo de instrumentos de gestión de riesgos climáticos permite instrumentar acciones de adaptación ante el cambio climático, además de hacer eficiente el uso de recursos financieros para mitigar los impactos. En México, el empleo de estos instrumentos no se ha documentado, por lo que en este trabajo se desarrolla un marco conceptual-teórico para la instrumentación de seguros ganaderos paramétricos satelitales, con la finalidad de exponer sus ventajas y delimitar sus alcances. Para tal fin, se aplicaron los conceptos de unidad de riesgo, umbral de pago y elementos asociados al seguro, para establecer el riesgo climático que se asocia a las actividades agropecuarias, principalmente por sequías. Bajo el requerimiento crítico de una relación lineal entre el índice espectral y la biomasa vegetal, sin constante aditiva, se usó el índice espectral NDVIcp, optimizado por diversos efectos, lo que dio lugar al desarrollo de un esquema de seguro técnicamente sólido, sin el requisito de contar con información histórica de producción agropecuaria y que, además, refleja fielmente la realidad en campo. Todo lo anterior, permitió sentar las bases para el diseño de un seguro ganadero paramétrico satelital de tipo catastrófico sólido, transparente y conceptualmente accesible a los usuarios del mismo.<hr/>Abstract: The development of instruments for climate risk management allows implementation of actions to adapt to climate change as well to make efficient use of financial resources to mitigate its impacts. In Mexico, the use of these instruments has not been documented. For this reason, this paper develops a conceptual-theoretical framework for instrumentation of remote sensing satellite parametric insurance to present its advantages and limitations in scope. To this end, the concept of risk unit, payment threshold and insurance-associated elements were applied to establish the climate risk associated with agricultural (livestock) activities, mainly drought. Under the critical requirement of a linear relationship between spectral index and the plant biomass without additive constant, an optimized NDVIcp spectral index was used, which resulted in the development of a technically sound insurance scheme that did not require historical information on livestock production. Moreover, it accurately reflects the reality in the field. Finally, the framework allowed setting the bases for designing catastrophic-type satellital parametric livestock insurance that is solid, transparent, and conceptually accessible to its users. <![CDATA[Diseño de seguros ganaderos paramétricos satelitales de tipo catastrófico: implementación operacional en México]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792018000200141&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: La implementación operacional de esquemas de gestión de riesgos climáticos, principalmente seguros, es una opción para mitigar los efectos del cambio climático y hacer un uso eficiente de los recursos financieros a escala regional y de país. En el presente trabajo se presenta la experiencia operativa en la implementación de seguros en México, misma que se fundamenta en el desarrollo conceptual-teórico de su marco de implementación. El diseño de seguros ganaderos paramétricos satelitales se basa en la relación Bm = kIV, donde Bm es la biomasa aérea total, IV es un índice espectral de la vegetación y k es una constante empírica. Para lograr esta relación, se utiliza una relación lineal entre el índice espectral NDVIcp y la Bm, la cual se transforma en el índice IVCP (en función de 1/NDVIcp). La ventaja de usar el índice transformado 1/NDVIcp es que tiene patrones lineales en el tiempo, los cuales se pueden usar para su parametrización en términos operacionales. Este desarrollo se discute mediante el uso de un enfoque algorítmico que considera la parametrización de curvas de crecimiento de la vegetación, índice 1/NDVIcp, para el sensor AVHRR. Se presenta, también, la experiencia operacional de la implementación en México y se incluyen las campañas de validación. De la experiencia operativa se concluye que, en un ciclo completo, aún cuando el esquema que se desarrolló reduce los riesgos de base que se asocian al uso de periodos cortos del seguro, permanece el problema de ciclos del crecimiento desfasados, lo que constituye una restricción inherente al considerar una fecha inicial y final de vigencia del seguro paramétrico. En esta perspectiva se proponen modificaciones para desarrollos futuros.<hr/>Abstract: The operational implementation of schemes for climate risk management, primarily insurance products, is an option to mitigate the effects of climate change and make efficient use of financial resources at regional and country levels. In this study the operational experience in implementing parametric insurance products in Mexico, based on the conceptual-theoretical development of the implementation framework, is presented. Parametric design of livestock insurance satellite products is based on the relation Bm = kVI, where Bm is the total aerial biomass, VI is a spectral vegetation index and k is an empirical constant. To achieve this relationship, a linear relationship between the spectral index NDVIcp and the Bm, which becomes the index IVCP (1/NDVIcp) is used. The advantage of using the transformed 1/NDVIcp index is having linear patterns over time, which can be used for parameterization in operational terms. This development is discussed by using an algorithmic approach that considers the parameterization of vegetation growth curves, index 1/NDVIcp, for the AVHRR sensor. It also presents the operational experience of implementation in Mexico and validation campaigns are included. From operational experience, it is concluded that, in a complete cycle, even if the scheme developed reduces the basic risks associated with the use of short periods of insurance, the problem of growth cycle lags remains, constituting an inherent restriction when considering the beginning and end date of parametric insurance cover. Recommendations are given to improve the insurance products. <![CDATA[Relaciones entre la precipitación, producción de biomasa e índices espectrales de la vegetación: alcances y limitaciones]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792018000200153&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: La precipitación (P) es uno de los factores principales que explican la producción de biomasa en pastizales y matorrales. La eficiencia en el uso de la precipitación (EUP), relación entre la producción de biomasa y la precipitación, permite el uso de paradigmas simples de modelos (Simple Ecological Sustainability Simulator o SESS) que pueden ser parametrizados con información meteorológica existente en el país. La relación EUP-Precipitación se analizó de acuerdo con la evidencia experimental disponible, estableciéndose la relación matemática congruente con esta evidencia, a efecto de replantear la relación que se usó en el modelo SESS. Para parametrizar la EUP en función de índices de vegetación, se analizó un ejemplo en Coahuila, México, de corridas del modelo SESS y de estimaciones del índice NVDIcp a través del uso de imágenes del sensor AVHRR, para establecer relaciones funcionales entre la EUP espectral (NDVIcp/P) y la biomasa verde estimada con el modelo SESS. Al final se discuten opciones de desarrollo para enfoques de integración de modelos y sensores remotos.<hr/>Abstract: Precipitation is one of the main factors that explain production of biomass in grassland and shrubland. Precipitation use efficiency (PUE), the ratio between biomass production and precipitation, allows the use of simple modeling paradigms (Simple Ecological Sustainability Simulator or SESS) that can be parameterized with weather information existing in the country. The PUE-Precipitation relationship is analyzed based on available experimental evidence, establishing a consistent mathematical relationship congruent with this evidence to reconsider the ratio used in the SESS model. To parameterize the PUE in function of vegetation indexes (IV), an example in Coahuila, Mexico, is analyzed of SESS model runs and NVDIcp index estimates using images from AVHRR sensor, to establish functional relationships between spectral PUE (NDVIcp/P) and the green biomass estimated with SESS model. Finally, development options for approaches to integrating models and remote sensing are discussed. <![CDATA[Índice espectral de vegetación para la caracterización simultánea de la floración y crecimiento vegetal]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792018000200169&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: Es importante caracterizar los patrones fenológicos de la floración y desarrollo del follaje en la vegetación con algún grado de caducidad, debido a su relación con el ciclo del carbono y del agua. Las técnicas de campo y el uso de fotografías digitales en torres de observación tienen alcances geográficos limitados, por lo que la tecnología de los sensores remotos es una opción costo-efectiva. En este trabajo se revisó un modelo fenológico floración-follaje de desarrollo previo y se presenta un nuevo modelo que incluye el uso de un índice de vegetación de floración y follaje (IVFF) para caracterizar y diferenciar los patrones fenológicos. Para correlacionar el IVFF con la cobertura de la floración (CF) en la vegetación, se desarrolló un experimento de validación que incluyó un arbusto de bajo porte, en el cual se colocaron diferentes coberturas (&lt;15%) de flores blancas. Los resultados mostraron que el IVFF se correlaciona linealmente con la cobertura de flores, y que la relación depende de la cobertura del follaje donde se colocan. El desarrollo propuesto permitió establecer correlaciones claras entre el IVFF y la cobertura floral de la vegetación con diferentes coberturas aéreas, por lo que fue significativamente eficaz, aún con porcentajes bajos de floración, imposibles de detectar con otras técnicas. En las estimaciones sólo se utilizan las bandas del rojo y el infrarrojo cercano, por lo que convierte al método propuesto en una herramienta asequible para la mayoría de las aplicaciones de sensores remotos.<hr/>Abstract: It is important to characterize the phenological patterns of flowering and foliage development in vegetation that has some degree of deciduous behavior due to its relation to the carbon cycle and water. Field techniques and use of digital photograph observation towers have limited geographical scope, so that remote sensing technology is a cost-effective option. In this work a flowering-foliage phenology model was revised and a new model that includes the use of vegetation index of flowering and foliage (VIFF) to characterize and differentiate the patterns is presented. To correlate the VIFF coverage flowering (CF) in vegetation, we conducted a validation experiment that included a low-growing shrub, in which different coverages (&lt;15%) of white flowers were placed. The results showed that the VIFF correlates linearly with the coverage of flowers and the relationship depends on the coverage of the foliage where they are placed. The proposed development allowed establishing clear correlations between VIFF and floral vegetation cover of different coverage area, which was significantly effective, even with low percentages of flowering, undetectable with other techniques. Because it uses only red and near infrared bands, the proposed tool is accessible for most applications of remote sensing. <![CDATA[Propiedades morfológicas de los suelos asociadas a los ecosistemas de Páramo, Nariño, Sur de Colombia]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792018000200183&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen: Franklin Delano Roosevelt (1882-1945) indicó: “Una nación que destruye su suelo, se destruye a sí misma”. ¿Cómo podemos acercar el suelo a la sociedad para que esta sentencia no se convierta en una realidad? Una alternativa es desarrollar herramientas didácticas que permitan socializar la información que los perfiles de suelo nos pueden entregar. Se estudiaron propiedades morfológicas de los suelos asociados a los ecosistemas de Páramos en Nariño, Sur de Colombia y su vínculo con los servicios ecosistémicos (SE) a través de una función de pedotransferencia (FPTs); con un enfoque instructivo, orientado a la regulación ambiental de la zona de estudio. Se describieron morfológicamente 42 horizontes de suelo en un rango de nueve ecosistemas (páramos hasta cultivos) en la zona Andina de Nariño, Sur de Colombia. En general, los suelos más profundos se encontraron en sistemas de páramos y bosque nativo, presentaron una coloración más oscura, evidencia de mayor acumulación de carbono orgánico en el suelo. La densidad aparente del suelo varío entre 0.13 a 1.35 Mg m-3 y el carbono orgánico del suelo entre 0.60 a 23.77% Esta propiedad explicó la densidad aparente del suelo (P &lt; 0.0001; r2 = 0.83) y se describió a partir de una ecuación inversa de primer orden. El carbono orgánico del suelo es un indicador útil para estimar aspectos cuantitativos del sistema poroso del suelo que permiten inferir servicios ecosistémicos de regulación de agua, aire y nutrientes de los Páramos. Finalmente, se propusieron “cartillas informativas de suelo” como herramientas que permitirán informar y crear conciencia en los pobladores de la zona de influencia respecto de la importancia del suelo como capital natural y evitar que la sentencia de F.D. Rossevelt se convierta en una incómoda realidad.<hr/>Abstract: Franklin Delano Roosevelt (1882-1945) stated: “A nation that destroys its soils destroys itself.” How can we get the soil closer to society so that this sentence does not become reality? One alternative is to develop didactic tools that allow socializing the information that soil profiles can provide. Soil morphological properties associated with páramo ecosystems and their link with ecosystem services (SE) were studied in Nariño, Southern Colombia through a pedotransference function (FPTs) with an instructive approach, oriented to the environmental regulation of the study area. Forty-two soil horizons were described morphologically in a range of 9 ecosystems (páramos to crops). In general, the deepest soils are found in páramos and native forest systems. These soils are also dark, evidence of accumulation of soil organic carbon. Soil bulk density varied between 0.13 and 1.35 Mg m-3, and soil organic carbon ranged between 0.60 and 23.77%. This property explains soil bulk density (P &lt; 0.0001; r2 = 0.83) and is described by an inverse first order equation. Soil organic carbon is a useful indicator to estimate quantitative aspects of the soil pore system and to infer the ecosystem services of water, air and nutrient regulation of the páramos. Finally, “Land information cards” are proposed as tools to will inform and raise awareness of the society regarding the importance of the soil as natural capital and prevent the sentence of F.D. Roosevelt from becoming an uncomfortable reality.