The photochemical reflectance index (PRI) as an indicator of changes in photosynthetic dynamics and gross primary productivity in response to climate change

Quantificar les dinamiques fotosintetiques des de diferents escales espacio-temporals es molt important en la recerca de l'absorcio de carboni, particularment en les condicions actuals de canvi climatic. L'index de reflectancia fotoquimica (PRI) ha demostrat ser util per estimar de forma remota el funcionament la vegetacio i constitueix un metode prometedor per estimar la productivitat primaria bruta (GPP) a escala global. Als ultims anys, diversos treballs han presentat possibles millores en la comprensio i formulacio del PRI per tal de millorar la seva aplicabilitat a escales espacials i temporals mes grans. El principal objectiu d'aquesta tesi va ser clarificar els mecanismes que causen la variabilitat del PRI i avaluar l'aplicabilitat de PRI per detectar les dinamiques fotosintetiques i l'absorcio de carboni sota diferents condicions d'estres i a diferents escales espacio-temporals. En aquesta tesi es van plantejar tres objectius al llarg de sis capitols. El primer objectiu va ser resumir els principals factors que afecten la variacio del PRI segons les publicacions mes recents, tambe la relacio entre PRI i RUE (eficiencia en l'us de la radiacio)/GPP i altres variables al llarg de les escales diaria i estacional i a nivell foliar de coberta i d'ecosistema, i tambe les millores en la implementacio del PRI. El segon objectiu va ser avaluar la capacitat del PRI per seguir les dinamiques de l‘activitat fotosintetica estacional d'especies perennifolies i sota estressos hidrics i de temperatura. L'objectiu final va ser avaluar si el PRI obtingut amb MODIS (MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) pot ser utilitzat per detectar els efectes de les sequeres severes en la GPP i l'emissio d'isopre a nivell d'ecosistema. La principal conclusio d'aquesta tesi en el primer capitol va ser que el PRI es un bon estimador de la RUE i el GPP a diferents escales espacials i temporals i que a escala temporal curta esta controlat principalment pels canvis facultatius en els pigments del cicle de les xantofil·les, mentre que a escala temporal llarga ho esta pels canvis constitutius en el contingut de clorofil·les i carotenoides. Una altra conclusio es que es pot millorar la estimacio de la RUE i el GPP corregint el PRI per disminuir els efectes dels factors fisics i fisiologics que l'afecten, i tambe combinant PRI amb indexs de fluorescencia induida pel sol (SIF) o indexs convencionals de biomassa verda. El segon capitol mostra com l'espectre de fluorescencia a nivell de fulla te un potencial similar a totes les longituds d'ona (de 670 a 800 nm) per seguir les dinamiques estacional de la fotosintesi durant el periode de recuperacio a la primavera en fules de pi roig, i que PRI i WI (index d'aigua) tambe van ser bons indicadors de la recuperacio de la fotosintesi. El tercer capitol demostra que ambdos, el PRI i un index de fluorescencia basat en reflectancia (R690/R630), no nomes van ser sensibles a un estres hidric progressiu sino que tambe van ser sensibles a la recuperacio de la fotosintesi en fulles d'una especie perennifolia mediterrania. El capitol quatre mostra que PRI i ΔPRI (PRI al mati menys PRI al migdia) van poder seguir l'estacionalitat i la depressio del migdia de la fotosintesi en un matollar mediterrani en resposta a la sequera i escalfament experimentals. Al capitol cinque la conclusio va ser que el PRI calculat amb MODIS normalitzat per la llum absorbida (APAR) (sPRIn) va detectar els efectes dels esdeveniments de sequera en la GPP de boscos mediterranis, pero no en ecosistemes de prats. En el capitol final vaig concloure que el PRI es un index prometedor per estimar les emissions d'isopre, especialment quan es complementa amb informacio sobre els potencials d'emissio.