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Esta tesis presenta un estudio experimental sobre la dinámica de solvatación de electrones en amoníaco. El sistema se genera irradiando con luz ultravioleta una solución de iones ioduro en amoníaco. Inicialmente, el electrón 5p del ión ioduro se promueve verticalmente al entorno del solvente a través de una transferencia de carga del tipo CTTS (del inglés Charge Transfer To Solvent). Dicho electrón puede recombinarse o eventualmente separarse del átomo progenitor, transformándose finalmente en una especie solvatada, eˉ(sv.). Con el objeto de caracterizar el comportamiento dinámico del proceso se estudió la evolución de la absorbancia del electrón en función del tiempo, en distintas condiciones de densidad y temperatura. Se realizaron experimentos de espectroscopía láser pump-probe con resolución temporal por debajo del picosegundo en soluciones de ioduro de potasio en amoníaco líquido y supercrítico, empleando una celda óptica de alta presión. Los fotoelectrones se producen utilizando un pulso láser ultravioleta y la absorción transitoria de las especies generadas se sigue en el infrarrojo cercano, controlando el retardo entre ambos pulsos. Los cambios registrados en el perfil temporal de absorbancia permiten caracterizar el comportamiento del sistema en las distintas condiciones. En amoníaco líquido, los electrones que escapan más allá de la primera esfera de solvatación: i) difunden y se recombinan con el átomo de yodo en las centenas de picosegundos, o ii) son capturados en trampas de solvente formadas en el líquido para convertirse finalmente en eˉ(sv.). A diferencia de lo que ocurre en el líquido, en amoníaco supercrítico la especie mayoritaria es el par iónico de contacto, [K+Iˉ](sv.), por lo cual los procesos de recombinación del fotoelectrón se ven afectados por la proximidad del ion K+. A baja densidad, la producción de eˉ(sv.) es moderada, y la casi totalidad de fotoelectrones se recombinan con tiempos de vida de ~ 300 ps. En cambio, a mayor densidad, un alto porcentaje de electrones quedan atrapados en pares iónicos del tipo [K+eˉ](sv.), que sobreviven en solución por tiempos mayores.

Fil:Solari, Hernán Gustavo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Fil:Jezek, Dora Marta. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Los bosques son ecosistemas particularmente importantes como sumideros terrestres y fuentes de carbono. Dentro de los componentes del ecosistema, la necromasa (toda la materia vegetal muerta) y su dinámica juegan un rol muy importante en el funcionamiento de los bosques. En particular, este componente del ecosistema tiene alta relevancia en el ciclo global del carbono porque mediante el proceso de descomposición se liberan nutrientes para el crecimiento de nueva vegetación y CO2 hacia la atmósfera y se almacena C incorporado al suelo. La necromasa representa un reservorio de C importante (del 14 al 40% del reservorio total) en los ecosistemas boscosos y sus flujos de productividad y descomposición determinan el reciclado de C en el ecosistema. Los cambios en la calidad o cantidad de la hojarasca afectan su descomposición y, por lo tanto al C que se incorpora al suelo y su biota, así como el que se libera a la atmósfera por respiración. Las perturbaciones o cambios en el uso del suelo de los bosques pueden alterar el balance del ecosistema produciendo cambios en la vegetación. Asociado a ello, se pueden producir cambios en el funcionamiento y en los reservorios de C del sistema. El Bosque Atlántico es uno de los ecosistemas más amenazados del mundo. En la provincia de Misiones (Argentina), este bosque ha sido aprovechado mediante tala selectiva y otros fines, lo que ha generado una importante pérdida de la cobertura arbórea y una fuerte degradación de su estructura vegetal. Por otro lado, gran parte de la superficie total de este bosque ha sido reemplazada para diferentes usos, principalmente para la plantación forestal de especies de rápido crecimiento, como el pino. El objetivo general de este trabajo es estudiar el efecto de los cambios en la estructura vegetal y del reemplazo del bosque sobre la dinámica de la hojarasca (productividad y descomposición), su cantidad y calidad, así como sobre el reservorio de carbono almacenado en la necromasa aérea (fina y gruesa) y en la materia orgánica del suelo, en el Bosque Atlántico Semideciduo en distintos estados de degradación y en plantaciones de Pinus taeda del norte de la provincia de Misiones. Como hipótesis general se plantea que la modificación del ecosistema, mediante la degradación y el reemplazo, afectaría las condiciones para almacenar carbono en la necromasa y el suelo como consecuencia de los cambios en la productividad y descomposición. Esto se observaría gradualmente a lo largo del gradiente de degradación y abruptamente cuando el bosque es reemplazado. Para poner a prueba esta hipótesis general, se realizaron estudios de campo que incluyeron la cuantificación de la necromasa y la estimación del contenido de carbono secuestrado en la misma (diferenciando entre mantillo y detritos leñosos gruesos caídos); la determinación de la composición, cantidad y dinámica de la hojarasca producida y la cuantificación del carbono orgánico almacenado en el suelo. Asimismo, se llevaron a cabo experimentos de campo para estimar la tasa de descomposición y análisis de laboratorio para determinar la calidad de la hojarasca de especies características de los sistemas bajo estudio. Para ello, se trabajó en dos diseños distintos en dos áreas cercanas al Parque Nacional Iguazú. Diseño 1: se establecieron 12 parcelas permanentes de 0,36 ha a lo largo de un gradiente de degradación del bosque abarcando desde sitios con alta cobertura arbórea (~31 m2 ha-1 de área basal para árboles y palmeras ≥10 DAP) hasta sitios con baja cobertura arbórea y alta dominancia de bambúes (17 m2 ha-1 de área basal para árboles y palmeras ≥10 DAP). Diseño 2: se establecieron parcelas en 5 plantaciones diferentes de Pinus taeda y 5 parcelas de bosque adyacentes a ellas. De forma consistente, se observó que la degradación del bosque afectó a la necromasa, generando un aumento en la proporción de necromasa aérea total con respecto a la biomasa, desde un 6% en los sitios de dosel cerrado hasta un 17% en los sitios degradados. También se observó que la degradación del bosque afectó la composición y la productividad de la hojarasca, que decrece con el aumento de la degradación, generando un aumento en el porcentaje de detritos de bambú, desde un 1% en los sitios de dosel cerrado hasta un 18 % en los sitios altamente degradados. Este cambio en la composición de la hojarasca genera una disminución de su calidad promedio. A su vez, se observó que las tasas de descomposición fueron diferentes entre los distintossustratos evaluados, siendo la hojarasca de Chusquea ramosissima la más lenta. Entre sitios, para un mismo sustrato, se observó que los dos sustratos más contrastantes en cuanto a calidad y descomponibilidad mostraron una reducción de la tasa de descomposición hacia los sitios más degradados. El espesor del mantillo aumentó a más del doble con la degradación. Estos cambios parecerían afectar la incorporación de C al suelo, ya que se observó una disminución de la reserva de carbono orgánico en el suelo entre los 0-5 cm de profundidad de hasta el 50% en los sitios más degradados. Esto sucedería, por un lado, porque las tasas de descomposición son menores y, por otro, porque la hojarasca de menor calidad reduce la eficiencia microbiana en el uso del sustrato y se incorpora al suelo una menor proporción del C de la necromasa en descomposición. Por otra parte, el reemplazo del bosque por plantaciones de Pinus taeda afectó fuertemente al reservorio de carbono en la necromasa. La conversión del bosque se asoció con una disminución importante en los detritos leñosos gruesos caídos y un gran incremento en el reservorio de mantillo. En el bosque nativo ambos componentes estaban equitativamente representados; sin embargo en las plantaciones de pino el mantillo representó un 88% de la necromasa total caída y los detritos leñosos gruesos solo un 12%. Este mantillo de las plantaciones de pino presentó un espesor de casi el doble que el mantillo del bosque nativo. A su vez, este reemplazo del bosque llevó a un cambio en la composición de la hojarasca producida, formada en un 72% por detritos de pino, cuya hojarasca es de menor calidad que la hojarasca nativa. La descomposición de la hojarasca de pino fue más lenta (con una masa descompuesta al año de sólo el 50%) que la de los árboles nativos estudiados (con un 70% del material descompuesto al año), lo cual influiría en el almacenamiento del carbono orgánico del suelo entre 0-5 cm de profundidad, el cual disminuyó en ~30% en las plantaciones de pino. La disminución de importantes reservorios de carbono y los cambios en los flujos de carbono, resultantes de alteraciones en la composición y en la estructura de la vegetación como consecuencia del aprovechamiento del bosque y de la conversión del bosque en otro ecosistema forestal, pueden contribuir al cambio climático. Es decir, los ecosistemas modificados, tanto el bosque degradado como las plantaciones de pino, estarían contribuyendo más como fuentes de carbono atmosférico, en lugar de como sumideros. Sin embargo, la pérdida de bosques no sólo se traduce en cambios en los reservorios y flujos de carbono, sino que también significa la pérdida y/o reducción de gran cantidad de otros procesos ecosistémicos, de la diversidad de especies y de la disponibilidad de hábitats. Por estas razones es fundamental conservar los bosques en buen estado y tomar medidas para recuperar los que se han degradado. Asociado a esto también se hace evidente la necesidad de revisar las prácticas silviculturales con el objetivo de diseñar esquemas de manejo que tiendan a contribuir con la conservación de los procesos ecosistémicos en las plantaciones.

En un ensayo a campo efectuado en la Estación Experimental “Ing. Agr. Hirschhorn” (La Plata) durante los años 2001, 2002 y 2003 se evaluaron los efectos de dos sistemas de labranza: labranza convencional (LC) y siembra directa (SD) y dos niveles de fertilización nitrogenada: testigo sin fertilizar (N0) y aplicación de 90 kg de N/Ha (N90) sobre la infectividad micorrízica del suelo, los porcentajes de colonización, arbúsculos y vesículas, el número de esporas y la diversidad de HFMA evaluada a través de la caracterización morfológica de estas estructuras, en cultivo de trigo, en tres estados fenológicos: macollaje, floración y llenado de granos y en el barbecho, durante dos años. Se comparó la biodiversidad de esporas en el cultivo con la hallada en suelos no disturbados con vegetación espontánea. Se determinó el porcentaje de viabilidad de las esporas durante un ciclo de cultivo y el barbecho posterior. También se analizó el contenido de fósforo en raíces de las plantas de trigo en el estado de floración, en los distintos tratamientos. Por otra parte, se efectuaron aislamientos utilizando suelo, micelio, segmentos de raíces y plantas de trigo provenientes del campo como fuentes de inóculo, y se determinaron taxonómicamente las esporas formadas. Asimismo, se efectuó un bioensayo en macetas con bloques de suelo extraídos de los tratamientos de siembra directa y labranza convencional, en donde se sembró trigo y se evaluó la inoculación con Glomus mosseae y la aplicación de 2 dosis de fertilizante nitrogenado, equivalentes a 80 y 160 kg N/Ha respectivamente. En dicho bioensayo se determinaron los porcentajes de colonización, arbúsculos y vesículas, el número de esporas, la biomasa aérea y radical de las plantas de trigo, contenido de N en raíces y la resistencia a la penetración del suelo de siembra directa y labranza convencional.

La deforestación en Sudamérica afecta principalmente a tres ecosistemas: El Cerrado en Brasil, la selva de Chiquitanos en Bolivia y el Gran Chaco en Bolivia, Paraguay y Argentina, siendo en estos dos últimos países en donde ocurren las mayores transformaciones del paisaje para la producción de commodities para exportación. En la presente tesis, para la porción Noroeste del Chaco Argentino, se analizó la dinámica de cambios de los últimos 30 años; se evaluó la ocurrencia del modelo cambio de uso del suelo denominado "Transición Forestal"; se estudió la influencia de factores locales que controlan la localización de desmontes; y se cuantificó el impacto de dicha transformación sobre el nivel de provisión de servicios ecosistémicos intermedios relativos a la dinámica del C. En el período 1977-2007 ocurrieron cambios que alcanzaron más del 26 por ciento del área de estudio. Los desmontes para actividad agropecuaria alcanzaron un total de 4,5 millones ha, de los cuales el 53 por ciento ocurrieron en el último período (1997-07), siendo los bosques secos y los pastizales las coberturas más afectadas. De continuar con esta tendencia, ocurrirá una inversión del paisaje en un periodo comprendido entre 40 y 100 años, en donde la actividad agropecuaria comenzaría a ser dominante en el paisaje chaqueño. No están ocurriendo ninguno de los modelos de cambios de uso del suelo de compatibilización de producción-conservación discutidos en esta tesis: (a)"Transición Forestal" (Forest Transition), (b)"separación-territorial" (land-sparing); o (c)"integración-territorial" (land-sharing). Se propone un nuevo modelo de cambio de uso de suelo que probablemente se verifica en otras regiones del Gran Chaco Americano, al que se denominó "modelo tipo Tsunami" por sus características de avance en forma de ola, que a su paso homogeniza el paisaje bajo el punto de vista estructural y funcional.

En este trabajo de tesis realizamos un estudio estadístico de la dinámica y la distribución espacial de las mayores regiones del Universo desprovistas de galaxias brillantes, denominadas vacíos, utilizando datos observacionales y simulaciones numéricas. Analizamos la dinámica centrándonos en la dinámica global y su relación con el entorno en gran escala, encontrando que se trata de subdensidades que se desplazan con un amplio rango de velocidades, con una clara dependencia con el entorno y un valor medio de aproximadamente 350 km s$^{−1} $, contribuyendo a los grandes flujos de materia del Universo. Asimismo, realizamos un análisis de la distribución espacial y su evolución a través de la función de correlación de dos puntos, encontrando evidencia de la formación de asociaciones de vacíos, las cuales dependen del entorno y se mantienen invariante en las diferentes etapas el Universo.

Nothofagus antarctica (ñire)es una de las especies forestales más importantes en abundancia en Patagonia Sur, siendo utilizado principalmente bajo sistemas silvopastoriles. En esta tesis se estudió la acumulación de biomasa y nutrientes (N, P, K, Ca, S y Mg)en componentes aéreos y subterráneos de ñire de distintas edades (5-20, 21-110 y 120-220 años), clases de copa (dominantes, codominantes, intermedios, suprimidos)y creciendo en tres calidades de sitio diferentes (alta, mediana y baja). Se encontró que la cantidad de biomasa y nutrientes varió significativamente según la edad, clase de copa y calidad de sitio, detectándose interacciones entre estos factores. Basado en un enfoque alométrico se determinó que la partición de biomasa varió según el sitio aunque no con la clase de copa, mientras que la partición de nutrientes varió significativamente con ambas. Los árboles creciendo en los mejores sitios destinaron mayor cantidad de todos los recursos hacia el componente aéreo mientras que los sitios de baja calidad incrementaron el destino hacia raíces. Los árboles dominantes destinaron mayor proporción de nutrientes hacia el componente aéreo con excepción del N, el cual fue derivado en mayor proporción hacia la parte aérea por los suprimidos. Por otra parte, se evaluó la dinámica del N en un sistema silvopastoril de ñire (1600 árboles ha-1). Se utilizó fertilizante enriquecido con 15N y se estudió su dinámica en un sistema silvopastoril (estrato herbáceo + árboles + suelo)en comparación con un pastizal abierto adyacente. El sistema silvopastoril absorbió casi tres veces más 15N que el pastizal abierto, y el estrato herbáceo absorbió casi un 70 por ciento más del fertilizante que el componente arbóreo. En conclusión, este estudio brinda información relevante y original en cuanto a dinámica y partición de recursos (biomasa y nutrientes)en ñire, y se presentan reglas alométricas como herramienta para estimaciones a futuro en diversos estudios ecológicos de ciclo de nutrientes y fertilidad mineral. Por otra parte, los resultados obtenidos indican que en sistemas silvopastoriles de ñire existiría un efecto de facilitación de N por parte del componente arbóreo hacia el estrato herbáceo, siendo estos sistemas más eficientes en la absorción y retención de N en comparación a un pastizal abierto.

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En esta Tesis Doctoral se investiga, para acoplamientos dependientes del tiempo, la dinámica y termodinámica de la interacción entre la materia y la radiación electromagnética, utilizando el formalismo de Máxima Entropía. Para un Sistema de dos Modos, acoplados a través de una interacción dependiente del tiempo, se demuestra la existencia de estados compactados a temperatura distinta de cero. Para el Hamiltoniano de Jaynes-Cummings dependiente del tiempo se presentan varios conjuntos infinitos de Operadores Relevantes que describen la física del modelo. Además se demuestra que la dinámica está restringida por la existencia de varios conjuntos infinitos de Invariantes del Movimiento. Para el Hamiltoniano de Jaynes-Cummings, con el agregado de un medio no-lineal del tipo Kerr, se encuentra que la no-linealidad induce una $n$ de un Operador Relevante está dada por la Serie de Fibonacci. En ambos dinámica no-trivial pues la cantidad de caminos que conectan el orden cero y Hamiltonianos se desarrolla, en el Espacio Dual de Lagrange, el problema de las condiciones iniciales y se reobtienen los resultados ya conocidos. Se investigan, numéricamente, distintas dependencias temporales para varias condiciones iniciales en los dos modelos. El problema de la disipación cuántica se estudia exactamente para el caso de un solo oscilador y para el de dos niveles interactuantes, donde ambos sistemas se encuentran acoplados a un reservorio de tamaño finito y espectro discreto. Se muestra como la disipación es una consecuencia de la dinámica colectiva de los sistemas; se comprueba la existencia de ciclos de recurrencia de Poincare; se discuten las consecuencias de las soluciones obtenidas. Finalmente, se concluye que los resultados e ideas presentadas pueden ser usados como una herramienta en la resolución de otros problemas en Óptica Cuántica.