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La tesis doctoral Exploring the possibilities of parsimonious nitrogen modelling in different ecosystems, realizada por Cristina Puertes Castellano y dirigida por el responsable del Grupo de Modelación Hidrológica y Ambiental del Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente de la Universitat Politècnica de València (IIAMA-UPV), Félix Francés, y los investigadores del grupo de Ciencia y Tecnología Forestal (Re-ForeST), Inmaculada Bautista y Antonio Lidón, ha estudiado la interconexión planta-suelo-agua en ecosistemas semiáridos naturales y antrópicos. Este trabajo afirma que "los modelos de nitrógeno actuales deben incluir una modelización integrada de los ecosistemas naturales y antrópicos, ya que cada uno tiene diferentes características y comportamientos, por lo que es fundamental disponer de la mayor información para conocer el sistema y tomar decisiones adecuadas".
El estudio busca mejorar la modelización del ciclo del nitrógeno, explorando para ello diferentes enfoques en el continuo planta-suelo-agua en ecosistemas semiáridos naturales y antrópicos. "El nitrógeno es un componente fundamental de los organismos vivos, aunque escaso en las formas en que la vegetación puede asimilarlo por lo que limita su crecimiento. Sin embargo, el uso del nitrógeno mineral en la agricultura lo ha convertido también en un contaminante importante en los ecosistemas", afirma la investigadora del IIAMA durante su etapa doctoral.
Trabajo desarrollado
Concretamente, la tesis doctoral ha desarrollado e implementado dos modelos de nitrógeno parsimoniosos acoplados al modelo hidrológico distribuido, TETIS, para dos áreas de estudio diferentes: un ecosistema natural semiárido ubicado en el monte de La Hunde (parcela experimental del grupo Re-ForeST) y un ecosistema antrópico como es el Mar Menor. En el primer caso se ha obtenido una mejor comprensión y modelización de los ciclos hidrológico y biogeoquímicos (carbono y nitrógeno) en condiciones semiáridas, mientras que en el segundo se ha podido cuantificar el impacto en el ciclo del nitrógeno del cambio en las prácticas de gestión agrícola. "En el Mar Menor la contaminación por nitrógeno y sedimentos de las masas de agua es el principal impacto ambiental provocado por la agricultura, por lo que con la información disponible hemos evaluado diferentes actuaciones con el objetivo de reducir la descarga", señala Puertes Castellano.
Resultados obtenidos
Los resultados alcanzados en el monte de La Hunde establecen que para poder modelizar de forma adecuada el ciclo del nitrógeno, es necesario incluir el ciclo del carbono, ya que la actividad microbiana mediante la descomposición de la materia orgánica, controla la disponibilidad de nitrógeno mineral. Sin embargo, en ecosistemas antrópicos como los agrícolas, la principal entrada de nitrógeno mineral es el uso de fertilizantes, por lo que no es necesario incluir la modelización del ciclo del carbono, tal y como explica la investigadora valenciana.
Además, Puertes Castellano afirma que en los ecosistemas agrícolas no suelen llevarse a cabo prácticas de conservación del suelo, por lo que "las tasas de erosión suelen ser elevadas y para modelizar de forma adecuada el ciclo del nitrógeno, resulta necesario incluir el ciclo de sedimentos". De hecho, el impacto de la tesis doctoral radica en que sus resultados han permitido que la nueva versión 9.0 de TETIS "incluya la modelización del ciclo del nitrógeno" y que los modelos desarrollados puedan usarse "para evaluar el efecto de la gestión forestal, incendios o cambio climático", mientras que el realizado en el Mar Menor "puede emplearse en la toma de decisiones y evaluación de actuaciones de mejora, tal y como se realizó en el Mar Menor", concluye resaltando Cristina.
