Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables

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Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo Mención Ingeniería y Suelos / En ecosistemas de clima Mediterráneo en Chile central se estudiaron cuatro situaciones vegetacionales del bosque esclerófilo, formadas por distinto grado de intervención antrópica, en las cuales se determinaron las actividades enzimáticas (deshidrogenasa, celulasa, β-glucosidasa y ureasa), así como también carbono orgánico del suelo (COS). Se extrajeron muestras compuestas en intervalos de profundidad de 0-6 y 6-12 cm desde ecosistemas de (menor a mayor perturbación): Peumo (PEU), Peumo-Litre-Quillay (PLQ), Quillay-Trevo-Colligüay (QTC) y Espino (ESP). El COS del suelo respondió al grado de intervención antrópica, siendo mayor en ecosistemas de PEU y menor en ESP. Por su parte, las enzimas del grupo de las hidrolasas: (celulasa, β-glucosidasa y ureasa) no respondieron a la cantidad de SOC, sin embargo éstas enzimas mostraron relación con la calidad de la materia orgánica del suelo (relación C/N, contenido de lignina). Deshidrogenasa mostró diferencias sólo de 6-12 cm, respondiendo al tipo de vegetación. El efecto de las copas de los arboles fue significativo sobre las propiedades medidas (QTC y ESP), observándose que la actividad enzimática y el COS fueron mayores bajo la influencia de las copas de los árboles que en los sectores de pradera abierta, en que la acumulación de hojarasca y el efecto de las copas de los árboles no existe. / Four sclerophyll vegetation ecosystems of Central Chile characterized by with different degrees of anthropogenic disturbances were studied in terms of soil enzymatic activities (deshidrogenase, celulase, β-glucosidase and urease) and soil organic carbon (SOC). Composite soil samples at 0-6 and 6-12 cm depth were extracted (low to highly perturbed) from Peumo (PEU), Peumo-Litre-Quillay (PLQ), Quillay-Trevo-Colligüay (QTC) and Espinal (ESP) ecosystems. SOC was correlated to the degree of anthropogenic disturbances, with the greatest SOC amounts in the PEU sites and the lowest under ESP. The group of enzymes hydrolases (celulase, β-glucosidase and urease) was not correlated to the amount of SOC, nevertheless, the quality of soil organic matter (C/N ration, lignin content) seem explain those enzymatic activities. Deshidrogenase levels were different between vegetation types but only in the 6-12 cm depth. The measured proprieties were significantly affected by the effect of the canopy (QTC and ESP), finding higher amount of SOC and enzymes activities was found under canopy as compared to open pasture in which accumulation of plant litter and the effect of the canopy was not existent.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / La caracterización de la variabilidad espacial de una especie es un importante requisito para el estudio del funcionamiento de los ecosistemas, el cual se hace significativo para el diseño de estrategias ecológicamente razonables para la conservación. El objetivo de esta investigación fue determinar la dinámica espacial de la riqueza y abundancia de aves marinas con problemas de conservación en la Bahía de Valparaíso, Chile central. Se identificó un total de 40 especies en las costas de Valparaíso, analizando el 50% de ellas que se encontraban en alguna categoría de amenaza según UICN. Se evaluaron patrones espaciales de la abundancia y composición específica del ensamble de aves marinas amenazadas frente a la costa de Valparaíso mediante clasificación jerárquica y de kmedios. Los resultados mostraron que existen patrones espaciales. Según riqueza se aglomeraron en dos tramos, los primeros 9 kilómetros y desde el kilómetro 9 al 17, siendo el primer tramo el que posee mayor número de especies. Según la densidad relativa de individuos se encontraron 5 tramos, siendo la franja de 3 a 13 kilómetros la que posee la mayor densidad de individuos, siendo a menudo limitada la distribución espacial por los recursos alimenticios. / The characterization of the spatial distribution of a species is an important prerequisite for studies of ecosystems functioning, being relevant in the design of ecologically reasonable strategies of conservation. The aim of this investigation is to determine the spatial dynamics of species number and abundance of sea birds with conservation problems on the Bay of Valparaiso, central Chile. A total of 40 species were identified on the Valparaiso coasts, including the analysis of 50% of those birds under some threat according to IUCN. Spatial patterns of the abundance and specific composition of assemble of threatened sea birds on the Valparaiso coast were evaluated through the hierarchical cluster analysis and K-Means Clustering, rectifying the results with an analysis of Nonmetric multidimensional scaling. The spatial patterns according to the number of species were agglomerated in two sections: the first 9 kilometers and the second from the kilometer 9 to 17, being the first section the one which comprise the largest number of species. According to the density of individuals, they were gathered in 5 sections, with different compositions. Results indicated that the band from 3 to 13 kilometers, showed the major density of individuals, being the spatial distribution often limited by the food resources.

Tesis presentada para optar al Título Profesional de Ingeniera Agrónoma y al Grado de Magíster en Ciencias Agropecuarias, Mención Producción Frutícola / La cuantificación de la huella de carbono en la agricultura cada día toma más fuerza dada las nuevas políticas de mercado, definiendo la competitividad del productor en el rubro. Dentro de las producciones agrícolas de Chile, la uva de mesa es una de las más representativas. Por esta razón, se planteó como objetivo determinar el balance de carbono en uva de mesa cv. Thompson Seedless, conducida bajo parrón español, ubicado en la comuna de Calle Larga, valle de Aconcagua, Chile, utilizando el método “Eddy covariance” (EC). Las mediciones se realizaron desde enero hasta mayo de 2012 ya que hubo problemas instrumentales al inicio de la temporada. Se instaló una torre con los instrumentos requeridos para medir los flujos de carbono, flujos de energía y otras variables ambientales. Los valores negativos en los flujos de CO2 se consideraron pérdidas hacia la atmósfera, principalmente por respiración ecosistémica, y los valores positivos, ganancias por fotosíntesis del cultivo. En paralelo, se realizaron mediciones biométricas, tomando muestras de brotes y racimos, índice de área foliar, radiación interceptada y balance de energía durante toda la temporada para validar los flujos de CO2 medidos con la metodología EC. El balance de energía, bajo las condiciones de máxima interceptación de radiación solar por el dosel y con alta turbulencia en el sitio, validó las mediciones hechas por EC. No hubo gran variación de los flujos nocturnos de CO2, alcanzando valores alrededor de -3 μmol m-2 s-1. Los mayores valores de los flujos de entrada se observaron cercanos al medio día, en torno a 25 μmol m-2s-1, durante enero y febrero. En los meses siguientes, se redujo la entrada de carbono por la disminución de radiación incidente sobre cultivo y del área foliar fotosintéticamente activa. Desde abril en adelante, la respiración ecosistémica predominó. Desde enero hasta mayo, se estimó que el cultivo acumuló 3,9 ton C ha-1, resultando ser este sistema un sumidero de carbono durante el periodo de evaluación. Se observaron grandes diferencias entre las tasas diarias de acumulación de carbono estimadas por biometría y por el sistema EC, explicadas por el desfase entre los flujos de entrada de CO2 por fotosíntesis y los incrementos en la biomasa aérea medida, sin embargo, al comparar el carbono total acumulado, la diferencia fue mínima. Para obtener mejores resultados en la comparación de ambos métodos, se sugiere realizar un estudio a largo plazo para verificar el carbono acumulado final, considerando todos los componentes de la planta y además, implementar un sistema para cuantificar respiración por heterótrofos.

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Ingeniera Civil / El concepto de caudal ecológico se desarrolló como una herramienta de conservación para los ríos, mediante la determinación del caudal mínimo requerido para mantener condiciones de hábitat aceptables. Por lo general, las metodologías propuestas para ríos no consideran la parte estuarina de la desembocadura del río al mar, en donde no sólo se deben considerar las restricciones asociadas a la altura y velocidad de escurrimiento, sino que además, se deben considerar las restricciones en la intrusión salina. En este trabajo se presenta una alternativa metodológica para calcular el caudal ecológico en estuarios, la cual se basa en dos aspectos hidrodinámicos de los ríos en la desembocadura al mar: i) la altura de escurrimiento queda determinada por el nivel del mar; y ii) reducciones del caudal del río producen una mayor intrusión de agua marina con el consiguiente aumento de la salinidad del agua. El objetivo general de este trabajo fue el de plantear una metodología para el cálculo del caudal ecológico en estuarios. Para esto, primero se revisó la literatura técnica y científica relacionada con los conceptos de hidrodinámica de estuarios y caudal ecológico. En base a esta revisión de antecedentes se identificaron 5 pasos o etapas clave que se deben abordar a la hora de definir una metodología para el cálculo del caudal ecológico de estuarios. El primer paso es identificar el límite del estuario, para lo cual se aplica un criterio basado en la influencia de la marea. Luego, en el segundo paso, se caracteriza el ecosistema estuarino, identificando los elementos biológicos sensibles, los cuales se sintetizan en un mapa de sensibilidad ambiental. Una vez identificada la sensibilidad ambiental del estuario, entonces se pasa a la siguiente etapa, relacionada con la caracterización hidrodinámica del estuario, identificando el alcance y el tiempo de permanencia normal de la cuña salina. Para este análisis se propone modelar numéricamente la hidrodinámica y salinidad del agua del estuario con el software HEC-RAS. Conociendo el comportamiento normal de la cuña salina, se pasa a la siguiente etapa 4, en donde se determinan las restricciones que permiten conservar los componentes biológicos sensibles, considerando para esto sus umbrales de resistencia a la salinidad. Finalmente, en el paso 5 se determina el caudal mínimo que cumple con las restricciones de concentración de sal y tiempo de permanencia de la cuña salina, a través de una modelación con HEC-RAS. La metodología propuesta se ejemplifica mediante una aplicación en el estuario del río Aysén, en donde a partir de información secundaria y siguiendo cada uno de los pasos detallados anteriormente, se determinó de forma preliminar el caudal de agua dulce que debe llegar al estuario para mantener las concentraciones de sal bajo los umbrales de los elementos biológicos identificados como sensibles.

Desde la perspectiva de esta investigación, el agua es un elemento íntimamente relacionado con el origen de la ciudad, condicionando sus procesos de crecimiento y forma urbana, así como las dinámicas socioculturales que con el pasar del tiempo algunas se han degradado a tal punto de influir físicamente en el ecosistema y parte de la estructura urbana de una ciudad, como también de la identidad ciudadana. De esta forma, la investigación nace del interés en estudiar la relación del agua con la ciudad, tomando el caso del río Amojú ubicado en la localidad de Jaén, Perú; con el objetivo de consolidarlo como un eje estructurante a través de la renovación de su ribera natural, mediante un corredor biológico. Para lograrlo se profundizará en el estudio de bases históricas de algunas ciudades antiguas, modernas y actuales que surgieron gracias a este recurso; y posteriormente realizar una mirada general a la ciudad de Jaén para poder comprenderla aún más, rescatando sus debilidades y potencialidades que definirán las estrategias proyectuales y que futuramente serían las herramientas que nos ayudaría a proyectar un master plan. Este master plan estará acompañado de una batería de proyectos que ayudarán a consolidar el propósito principal de esta investigación. / Tesis

Memoria para optar al título de Geógrafa. Proyecto FONDECYT N°1151087 / El Sur de Chile ha sido reconocido a nivel mundial como una de las áreas más importantes para la conservación de la biodiversidad, puesto que presenta altos niveles de endemismo y hábitats prístinos, sin embargo, en las últimas décadas la zona de fiordos y canales del Sur de Chile se ha visto sometida a episodios de estrés ambiental, debido a la explotación de sus recursos naturales, el crecimiento de centros urbanos y actividades asociadas al turismo. A partir de la identificación de 9 coberturas y 17 servicios ecosistémicos, los cuales fueron valorados por actores locales y regionales en la cuenca de Vodudahue, se reconoció la provisión potencial de servicios ecosistémicos con el empleo del Modelo de Análisis Espacial Multicriterio (AEMC), el cual surge como una herramienta eficaz en aquellos casos donde existe poca información base. Los resultados obtenidos revelaron que en el área de estudio las coberturas bosque mixto, transición bosque-arbusto, praderas, mar, cursos de agua y zonas húmedas presentaron una capacidad importante para brindar servicios ecosistémicos de provisión, regulación y culturales en contraste a las superficies o coberturas asociadas a la roca descubierta de depósitos fluviales, laderas expuestas y áreas con poca vegetación. / The south of Chile has been recognized all over the World as one of the most important areas for the conservation of biodiversity because of its high levels of endemism and pristine habitats. However, over the last decades the fjords and channels zone in the south of Chile has been subject of environmental stress due to exploitation of its natural resources, the growth of urban centers and to activities associated with tourism. Based on the identification of 9 land covers and 17 ecosystem services, which were valued by local and regional actors in the Vodudahüe basin, the potential provision of ecosystem services was recognized with the employment of Multi-criteria spatial analysis (AEMC) which appears like an effective tool in those cases where there is little information available. The results showed that in the study area the mixed forest, forest-bush transition, prairies, humid zones, water courses and sea land covers presented an important capacity to provide provision, regulation and cultural ecosystem services, in contrast to the surfaces or land covers associated to the bare rock of fluvial deposits, exposed slopes and areas with little vegetation.

Los ecosistemas mediterráneos tienen una importante riqueza florística que proporciona una amplia gama de servicios ecosistémicos. La vegetación en estos ecosistemas está expuesta a largos períodos de sequía (es decir, períodos de verano caracterizados por altas temperaturas y bajas precipitaciones) y períodos de mayor disponibilidad de agua, desde otoño hasta la primavera: bajas temperaturas y lluvias más frecuentes, a veces concentradas en algunos eventos. Además, los períodos de sequías intensas fuera de temporada han aumentado durante las últimas décadas con una mayor frecuencia de eventos secos y de mayor duración. Los efectos de estas condiciones climáticas producen estrés hídrico en las plantas y pueden producir decaimiento de la vegetación, incluida la mortalidad de algunas especies. Además, los períodos secos conducen a la reducción del contenido global de agua del ecosistema, lo que lleva a niveles óptimos de inflamabilidad. Estos escenarios aumentan la probabilidad de grandes incendios forestales, que eliminan la vegetación y facilitan los procesos de erosión y degradación, entre otros impactos en los ecosistemas. La vegetación mediterránea ha desarrollado diferentes mecanismos que permiten a las plantas recuperarse de perturbaciones como la sequía y los incendios forestales. Específicamente, las plantas pueden enfrentarse a la falta de agua a través de varias estrategias funcionales tales como evitar, tolerar o escapar de la sequía. En relación con los incendios forestales, las plantas tienen la capacidad de rebrotar de rizomas, lignotubers y raíces después del fuego. Sin embargo, según las proyecciones del IPCC, la repetición de estas perturbaciones puede aumentar en el espacio y el tiempo y, en consecuencia, puede tener un mayor impacto en la dinámica de la vegetación y los ecosistemas. Este es el caso de varias áreas en la región valenciana después del extraordinario evento de sequía intensa ocurrido en 2014, donde las especies dominantes de bosques como el pino carrasco (Pinus halepensis) y la coscoja (Quercus coccifera) se debilitaron con eventos de decaimiento y mortalidad extensos en algunos casos. Además, estas poblaciones debilitadas mostraron una mayor vulnerabilidad a los ataques de plagas y episodios de muerte tardía, como se observó en el caso de los pinos, o la desaceleración en la recuperación después de una segunda perturbación en la coscoja, según se evaluó después de la roza de la biomasa imitando al efecto del fuego. Bajo estos escenarios de creciente riesgo de degradación ambiental, es esencial prevenir, mitigar e intentar revertir el impacto causado por estas perturbaciones. Estos objetivos se pueden lograr mediante la aplicación de programas de restauración forestal y técnicas de reforestación. Diferentes técnicas de restauración son aplicables a nivel de vivero o directamente en el campo y contribuyen a mejorar las características morfológicas y fisiológicas de las plantas, así como su resistencia al estrés ambiental y la capacidad competitiva en condiciones de limitación de recursos en campo. Sin embargo, bajo el efecto actual del cambio climático, la influencia positiva de algunas de estas técnicas puede ser limitada. La combinación de algunas de estas técnicas podría aumentar las posibilidades de supervivencia y crecimiento en el campo y garantizar un mayor éxito de los programas de reforestación. Para obtener un conocimiento más profundo de los temas descritos anteriormente, diseñamos la presente tesis doctoral con los siguientes objetivos principales: i) evaluar la vulnerabilidad y la capacidad de recuperación de algunas especies arbustivas y arbóreas, características de los ecosistemas mediterráneos, frente a las principales perturbaciones de estos ecosistemas, como la sequía intensa e incendios forestales, y su frecuencia creciente por el efecto del cambio climático, y ii) analizar la combinación de diferentes técnicas de reforestación para mejorar el éxito de las acciones de reforestación en entornos altamente degradados. Estos objetivos principales se desarrollaron en los siguientes objetivos específicos: 1) Evaluar el impacto y la capacidad de recuperación en cuatro poblaciones de pino carrasco (Pinus halepensis) afectadas por un grado diferente de mortalidad debido a un evento de sequía intensa en el pasado; 2) Evaluar la capacidad de recuperación en la coscoja (Quercus coccifera) bajo el efecto combinado de una sequía intensa, que produjo procesos de decaimiento, y un incendio posterior (imitado por tratamientos de roza intensa), y 3) Evaluar los efectos combinados del uso de contenedores forestales profundo, los tubos protectores y la eliminación de arbustos que aumentan las posibilidades de supervivencia y crecimiento en el alcornoque (Quercus suber) introducido en áreas altamente degradadas en la provincia de Valencia.