Simulation of Dry Matter Productivity and Water Dynamics in a Chilean Patagonian Range Translated title: Simulación de la Productividad de Materia Seca y Dinámica del Agua en Praderas de la Patagonia Chilena

Abstract

This paper describes a simulation model combining the main components of water balance and growth of perennial grassland steppe in Chilean Patagonia, to estimate long-term annual production (Yr, kg ha-1) and sheep carrying capacity (GC, sheep equivalent [EO] ha-1). The model is based on climate-water balance relationships, where the basic process is evapotranspiration. The model calculates Yr depending on the accumulation of transpiration and the water use efficiency from the time of growth initiation until the grassland accumulates the maximum amount of dry matter (DM). Depending on Yr, the DM requirement of EO, the proper use factor of grassland and a slope correction factor, a range site GC is calculated. Simulations were performed using actual climate data sets of eight growing seasons at Kampenaike (52°41’ S; 70°54’W; 12 m.a.s.l.) and a long-term simulation in the same location, using a stochastic weather variables generator. Through the model it was possible to estimate the water loss associated with the components of water balance and estimate the restriction imposed by water deficit on Yr. By simulating many years, it was possible to establish a normal distribution of GC with 0.629 EO ha-1 yr-1, associated with 80% probability of being exceeded, which is lower than values reported in field assessments. This method calculates GC with a conservational approach, taking into account soil and climatic variability in semiarid ecosystems.

Translated abstract

Se describe un modelo de simulación para pastizales esteparios de la Patagonia chilena, que estima a largo plazo los principales componentes del balance hídrico, la producción anual de MS (Yr, kg ha-1) y la capacidad de carga ovina (GC, equivalente ovino [EO] ha-1) de éstos. El modelo se basa en la relación clima-balance hídrico, siendo el proceso básico la evapotranspiración. Yr es función de la acumulación de transpiración durante la temporada de crecimiento y de la eficiencia del uso del agua. La GC del pastizal se calcula en función de Yr, del requerimiento de MS del EO, del factor de uso apropiado de la pradera y de un factor de corrección por pendiente. Se efectuaron simulaciones utilizando datos climáticos reales de ocho temporadas en la localidad de Kampenaike (52°41’ S; 70°54’ O; 12 m s.n.m) y una simulación en el largo plazo para l misma localidad, utilizando un generador estocástico de variables climatológicas. Se cuantificaron las pérdidas de agua asociadas a los componentes del balance hídrico y se estimó el efecto del déficit hídrico sobre Yr. Al simular muchos años fue posible establecer una función de distribución de la GC, la cual fue del tipo normal y a través de ella se estimó una GC de 0,629 EO ha-1 año-1 asociada al 80% de probabilidad de excedencia, valor que resultó más bajo que los reportados en evaluaciones en terreno. Este método permite calcular la GC con un criterio conservacionista, tomando en consideración la variabilidad edafoclimática de los ecosistemas semiáridos.