Características espectrales de la vegetación

Las propiedades reflectivas de la vegetación dependen de tres tipos de variables (Baret, F. y Andrieu, B., 1994):

1.    Estructura de la cubierta vegetal, principalmente caracterizada por su índice foliar, por la orientación de las hojas y por su distribución y tamaño.

2.    Propiedades ópticas de los elementos reflectantes (tallos, hojas, flores y frutos).

3.    Geometría de la observación, determinada por la orientación relativa entre el sol y la superficie y por la situación del sensor con respecto a esta última.

Con carácter general, en fitotecnia se habla de plantas de hoja estrecha y de hoja ancha, correspondiendo estas denominaciones a las categorías botánicas de mono y dicotiledoneas. En un corte transversal de una hoja pueden distinguirse varias capas de tejidos diferentes. La más externa de ambas caras se denomina epidermis y está formada principalmente por células epidérmicas, si bien también se presentan algunas otras entre las que destacan las células oclusivas de los estomas u orificios de intercambio gaseoso, que abundan más en el envés que en el haz. La paredes de las células epidérmicas suelen estar cubiertas de una cutícula, es decir, de una fina película protectora que juega un papel importante en la reflectacia resultante de la hoja. El mesófilo es la zona media de la hoja, situada entre las epidermis de las caras superior e inferior y contiene las células especializadas en realizar la fotosíntesis. Se distinguen dos tipos de tejidos: el parénquima en empalizada y el parénquima lagunar. El primero está situado inmediatamente debajo de la epidermis del haz (en algunas especies con hojas verticales, también en el envés) y sus células tienen forma de prismas muy bien ordenados. Debajo se sitúa el parénquima lagunar, caracterizado por contener células irregulares que dejan amplios espacios intersticiales que se comunican con los estomas. Los cloroplastos son corpúsculos celulares ricos en clorofilas y fotosintéticamente activos. Se concentran especialmente en el parénquima en empalizada que, por su situación, recibe mayor cantidad de energia radiante.

Aunque en mayor medida son las hojas las responsables de la respuesta espectral de las cubiertas vegetales, también en determinados casos cobran gran relevancia los tallos, las flores y los frutos, cuyas proporciones determinarán en definitiva la signatura espectral de la cubierta. Otro factor de importancia es la proporción de suelo no cubierto por la masa vegetal y será tratado en el apartado 1.8.

El estudio de la firma espectral de una masa de hojas permite extraer algunas conclusiones (Ormeño, 1991):

1.    En el intervalo visible-infrarrojo medio, las hojas presentan tres zonas diferenciadas: una en el visible (0,4-0,7 mm) caracterizada por su baja reflectancia, otra en el infrarrojo próximo (0,7-1,3 mm) y otra en el infrarrojo medio (1,3-2,5 mm).

2.    En el visible, la reflectancia de las hojas no supera el 15 % y la transmitancia es también pequeña. Esto es debido a que los pigmentos fotosintéticos (clorofilas, xantofila, antocianinas y carotenos) tienen fuertes bandas de absorción en este intervalo espectral. Entre ellos, las clorofilas a y b, que son las más absorbentes con un 65 % del total, presentan dos bandas de absorción centradas en el azul y en el rojo, por lo que producen un máximo relativo en la signatura espectral en torno a los 0,55 mm, responsable del color verde de las hojas.

3.    En el infrarrojo próximo las hojas presentan una meseta de alta reflectancia (alrededor del 50 %). De la energía restante, la mayor parte es transmitida, ya que la absorbancia es sólo del 10 %, por lo que puede considerársele practicamente transparente en esta región del espectro. Además hay que considerar que la energía transmitida podrá ser interceptada por otra hoja, será reflejada con mayor probabilidad y así sucesivamente.

4.    En el infrarrojo medio, el agua marca su presencia en las hojas produciendo tres fuertes bandas de absorción en la signatura resultante, al igual que ocurre con los suelos: 1,4; 1,9 y 2,5 mm.

Principal Reflectancia vegetal Factores que afectan a la reflectancia vegetal