M4 Evapotranspiración y Control Vegetal

Tópico

La evapotranspiración es la transferencia de agua que se produce desde la superficie terrestre —tanto desde el suelo como desde la propia vegetación— hacia la atmósfera, en forma de vapor, y combina dentro de un mismo flujo dos procesos distintos: la evaporación directa que ocurre desde el suelo y desde las superficies de agua libre, y la transpiración que realizan las plantas a través de sus propias hojas. Es, de todo el ciclo hidrológico, el segundo flujo más grande que existe, superado únicamente por la propia precipitación: a escala global, la evapotranspiración devuelve a la atmósfera cerca del sesenta por ciento de toda la precipitación que cae sobre la superficie continental.

La evapotranspiración real que efectivamente ocurre es siempre igual o menor que la evapotranspiración potencial que la atmósfera sería capaz de sostener: cuando el suelo dispone de suficiente agua y las condiciones son favorables, la evapotranspiración real llega a igualar por completo a la evapotranspiración potencial; pero en cuanto el suelo comienza a secarse, o en cuanto las plantas cierran sus propios estomas, la evapotranspiración real cae por debajo de esa evapotranspiración potencial.

La ecuación de Penman y Monteith es el marco físico de referencia que permite calcular tanto la evapotranspiración potencial, suponiendo que la resistencia que opone el dosel vegetal se reduce prácticamente a nada, como la evapotranspiración real, incorporando en cambio una resistencia del dosel positiva que refleja el propio control que ejercen los estomas. La demanda que impone la atmósfera sobre ese sistema queda determinada por la radiación neta disponible, una vez descontado el flujo de calor hacia el suelo, y por el déficit de presión de vapor del aire —la diferencia entre la presión de vapor que el aire tendría si estuviera saturado y la presión de vapor que realmente contiene—: cuanto mayor es ese déficit de presión de vapor, mayor es la demanda evaporativa que la atmósfera termina imponiendo sobre la superficie.

El suministro de agua que sostiene a la evapotranspiración, por su parte, viaja desde el suelo hasta las raíces de la planta gracias al flujo matricial y a la capilaridad; pero cuando la humedad del suelo cae por debajo del punto de marchitez permanente, un umbral de succión de alrededor de mil quinientos kilopascales, ese suministro deja de ser suficiente para sostener la demanda atmosférica, y es precisamente esa insuficiencia la que abre la brecha entre la evapotranspiración real y la evapotranspiración potencial.

El control estomático es el mecanismo biológico central que gobierna toda esta relación: cuando el déficit hídrico del suelo aumenta, los propios estomas de la hoja se cierran para evitar que esa misma hoja se deseque, y ese cierre hace que la transpiración se reduzca, aunque también hace que la fijación de carbono de la planta se reduzca junto con ella. La resistencia que oponen los estomas al paso del vapor de agua crece de manera exponencial a medida que aumenta el estrés hídrico del suelo, a medida que la temperatura se vuelve extrema, y a medida que el déficit de presión de vapor del aire se hace más alto. Los modelos que representan de manera conjunta al suelo, a la vegetación y a la atmósfera parametrizan ese control estomático como una función multiplicativa que combina, precisamente, estos mismos factores de estrés.

El comportamiento esperado de todo este sistema incluye un ciclo diurno bien marcado en la evapotranspiración, con un máximo hacia el mediodía y un mínimo durante la noche; una variación estacional, con un máximo en verano, cuando la evapotranspiración es alta y el suelo todavía está húmedo; y una reducción abrupta de esa misma evapotranspiración en cuanto el suelo se seca lo suficiente. Así, desde la transferencia de agua hacia la atmósfera con la que arranca este documento hasta esa reducción abrupta con la que termina, pasando por la relación entre la evapotranspiración real y la potencial, la ecuación de Penman y Monteith, el suministro de agua desde el suelo y el control estomático, la evapotranspiración y el control vegetal hacen que el ritmo al que la tierra le devuelve agua a la atmósfera dependa, en cada instante, de qué tan abiertos o cerrados estén los propios estomas de la vegetación que la cubre.

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