Uso actual del suelo de los pastizales templados de Argentina : impacto del manejo sobre la provisión de servicios ecosistémicos intermedios relacionados con la dinámica del carbono y el nitrógeno

Las transformaciones realizadas por el ser humano alteran la composición y estructura del ecosistema para dirigir la energía fijada a la obtención de bienes con valor de mercado. Sin embargo, dichas alteraciones en el ambiente también reducen la provisión de servicios ecosistémicos. En esta tesis se analiza el impacto de las transformaciones agrícolas sobre la provisión de servicios ecosistémicos a nivel regional (Región Pampeana), en particular el carbono orgánico del suelo (COS) y las emisiones de N2O. Para ello se evalúa, en la principal zona agrícola del país, la dinámica temporal de las rotaciones agrícola-ganaderas y la importancia relativa de distintos tipos de labranza. La aproximación metodológica incluyó el uso de técnicas de teledetección, ensayos a campo y modelos de simulación. Los resultados obtenidos señalan que en la Pampa Ondulada, la agricultura continua fue el uso dominante y se encontró que un 28 por ciento de la superficie bajo este uso es monocultivo de soja. En cuanto a los sistemas de labranza la siembra directa representa el 70 por ciento del área bajo cultivos de verano. Mediante un modelo de simulación se determinó que de las secuencias de cultivos relevadas en la región la soja1ra/maíz bajo labranza convencional y sin fertilización fue la de mayor pérdida de COS para un período de 60 años (37 por ciento). Por el contrario, rotaciones de soja/trigo-soja2da (6 años) pastura (4 años) bajo siembra directa y altos niveles de fertilización presentaron un aumento del 10 por ciento en el mismo período. La información espacial muestra menores pérdidas de COS hacia el este y mayores hacia el oeste de la zona de estudio. En la pampa interior se comparó la emisión de N2O entre un cultivo de soja, solo y en doble cultivo, con el pastizal. Los resultados no mostraron diferencias significativas entre las diferentes coberturas

Influencia de los incendios en la dinámica poblacional de dos arbustos dominantes en la sabana mesopotámica

Los incendios son disturbios frecuentes en muchos ecosistemas terrestres como pastizales, sabanas, arbustales y bosques. Las perturbaciones del régimen natural de incendios pueden tener profunda influencia sobre la estructura y la dinámica de las poblaciones y comunidades y provocar invasiones o extinciones locales de especies. Estudios realizados en las sabanas mesopotámicas indican que los incendios serían parte del régimen natural de disturbios de esos ecosistemas. Desde la creación del Parque Nacional El Palmar se produjeron cambios en la fisonomía de la vegetación notables, entre los cuales el aumento en la abundancia de Baccharis dracunculifolia y Eupatorium buniifolium fue uno de los más notables. En esta tesis evalué las influencias de los incendios en interacción con otros factores como variaciones en el suelo, en la conectividad entre poblaciones y en las interacciones entre individuos sobre la distribución y demografía estas dos especies de arbustos. Realicé censos en 80 sitios de muestreo distribuidos en el parque con los que caractericé la distribución, abundancia y estructura poblacional de las dos especies en relación con la fisonomía de la vegetación, la textura del suelo y la fecha del último incendio. Estimé el reclutamiento y la mortalidad de las 80 poblaciones locales y construí modelos matriciales de la dinámica poblacional de un gran número de ellas. Con estos datos describí los controles de las tasas y realicé experimentos de simulación con los que evalué los efectos de la frecuencia de incendios y del aislamiento de las poblaciones locales sobre las tendencias demográficas a mediano plazo de cada especie. En una porción del paisaje, estudié la disposición espacial de los individuos de estas especies antes y después de un incendio. Mediante análisis de patrones de puntos puse a prueba hipótesis sobre la presencia de interacciones entre individuos mediadas por el fuego. Baccharis dracunculifolia es una especie ampliamente distribuida en el parque, tanto en sitios arenosos como arcillosos. La estructura de las poblaciones está controlada principalmente por el tiempo desde el último incendio y por la fisonomía de la vegetación. Todos los individuos mueren luego de un incendio y el reclutamiento se produce principalmente luego de los incendios; estas dos características definen la estrategia semillantes de respuesta a los incendios. Mis experimentos de simulación sugieren que es necesaria que ocurran incendios cada 5-8 años así como una migración importante de semillas entre poblaciones para mantener un sitio ocupado en el mediano y largo plazo. Esto sugiere que la dinámica poblacional en el paisaje del parque sigue un modelo de fuente sumidero, con poblaciones con alta densidad de adultos que aportan semillas a poblaciones vecinas. Eupatorium buniifolium tiene una distribución más acotada en el paisaje del Parque y está restringida a los sitios relativamente arcillosos. Con respecto a su estrategia de respuesta a los incendios, esta especie se comporta como rebrotante facultativa, con una gran proporción de individuos que sobrevive los incendios y un pulso de reclutamiento posterior al mismo. En los experimentos de simulación, la permanencia de las poblaciones Eupatorium en el largo plazo estuvo asegurada por un rango amplio de frecuencia de incendios de entre 3 y 25 años. Además, cuando el tiempo entre incendios era menor a 25 años, la migración de propágulos no tuvo efecto sobre la dinámica de las poblaciones locales. Los análisis de patrones de puntos permitieron demostrar la existencia de interacciones mediadas por el fuego, donde la cercanía de individuos de Baccharis aumenta la mortalidad a causa del fuego de los individuos de Eupatorium. El espacio liberado por la muerte de los individuos de Eupatorium es parcialmente ocupado por plántulas de Baccharis.

Estrés térmico por alta temperatura en soja (Glycine max (L.) Merr.) : análisis de la dinámica de producción y fijación de vainas y su efecto sobre la determinación del rendimiento

En Argentina, y debido al amplio contexto geográfico donde crece, el cultivo de soja está expuesto frecuentemente a episodios de alta temperatura combinados con baja disponibilidad hídrica. Cuando ocurren durante etapas críticas, estas condiciones ambientales disminuyen el rendimiento del cultivo. Sin embargo, son escasos o inexistentes los estudios que evalúan los mecanismos ecofisiológicos que determinan la partición reproductiva y la generación del rendimiento en respuesta a la combinación de estos estreses abióticos. Los objetivos de esta tesis fueron estudiar la generación del rendimiento en soja, enfatizando el estudio de la dinámica de producción de estructuras reproductivas, la estabilidad de la partición reproductiva y de los mecanismos de compensación entre número y peso de granos en respuesta a la interacción de altas temperaturas y distintos niveles hídricos en suelo. Para ello, durante dos campañas, dos genotipos (DM 4200 y DM 4870) fueron evaluados ante la combinación de dos niveles de temperatura (impuestos como episodios estrés térmico de corta duración) y agua edáfica (riego y secano) durante la etapa crítica de generación de vainas. Se cuantificaron la evolución de la biomasa aérea, la eficiencia de uso de radiación, la dinámica de producción y fijación de vainas, el rendimiento y sus componentes (número y peso de granos) y las relaciones fuente/destino durante las etapas de determinación del número y del peso de los granos. La temperatura máxima promedio durante los episodios de estrés térmico superó en 5,6 ºC a la registrada en tratamientos control. La tasa de fijación de vainas fue 38 por ciento inferior en condiciones de alta temperatura combinada con secano con respecto a los controles regados. El estrés térmico en fructificación redujo el número de granos en ambas condiciones hídricas, aunque en distinta magnitud (17 por ciento riego; 42 por ciento secano). En contraste con los controles, el componente peso de granos no logró compensar la reducción del número de granos en la combinación de estrés térmico y secano. En consecuencia, la alta temperatura con secano redujo la partición reproductiva (15 por ciento p menor a 0,05) y el rendimiento fue consistentemente afectado (45 por ciento inferior a los controles regados). Los resultados de este estudio demuestran que la caída en partición reproductiva y, por ende, en rendimiento final no obedeció a fallas reproductivas ya que el número de vainas iniciadas fue similar en todos los tratamientos. La supervivencia de vainas se asoció con las condiciones ambientales durante las etapas tempranas de su desarrollo, alteradas por el episodio de estrés térmico. Estos resultados ponen de manifiesto la importancia de discriminar los efectos del estrés abiótico según el patrón temporal de fijación de vainas.

Consecuencias del cambio en el uso del suelo sobre la dinámica del agua en dos sistemas semiáridos

En los sistemas áridos, la disponibilidad de agua es el principal control de los procesos ecosistémicos. La vegetación ejerce un rol importante sobre los flujos de entrada y salida de agua del sistema, que se verían afectados por cambios en el uso del suelo. En esta tesis se exploraron dos cambios de uso del suelo en distinto sentido, la forestación de pastizales en el noroeste de la estepa patagónica y la delimitación de un área protegida del sureste de la península ibérica. Para el análisis de los flujos hídricos, se combinaron dos aproximaciones, la percepción remota y un modelo de simulación. En Patagonia, las forestaciones evapotranspiraron un 20 por ciento más que la estepa y un 28 por ciento menos que las praderas húmedas (mallines), siendo la transpiración el flujo más afectado. La ausencia de drenaje profundo (aporte indispensable en el balance hídrico de los mallines aledaños) en escenarios forestados, sugeriría que las consecuencias de este tipo de cambio de uso del suelo sobre el rendimiento hídrico de la región se verificarían a escala de paisaje. En el sureste de España la tendencia de la radiación absorbida por la vegetación dentro del parque fue mayor que fuera del mismo. Esto sugeriría que están ocurriendo cambios de distinta magnitud en las situaciones con distinto grado de protección y que la detección de esos cambios requiere de décadas. Cabe destacar entonces, la importancia de evaluar en el corto y largo plazo, no solo la magnitud sino también el sentido de cambio de funcionamiento de los ecosistemas asociados a distintos cambios de uso del territorio, en particular aquellos asociados a la dinámica del agua y el flujo de energía.

Dinámica de la producción primaria en pastizales naturales y pasturas implantadas de San Luis : influencia de la precipitación y la composición de especies

El reemplazo de ecosistemas nativos por pasturas cultivadas como consecuencia de la expansión de las fronteras agrícolas y ganaderas, es un fenómeno que ocurre en gran parte de las regiones semiáridas templadas del mundo. En el extremo occidental de los pastizales del Río de La Plata, uno de los principales cambios en el uso de la tierra es su reemplazo por pasturas exóticas monofíticas. Está pérdida de diversidad podría traer aparejado una reducción en la estabilidad y cambios en la estacionalidad de la producción primaria, especialmente en años con precipitaciones menores a las normales. Se evaluaron atributos funcionales relacionados con la estacionalidad y estabilidad de la productividad primaria en 9 pares de sitios apareados de pastizales naturales y pasturas de Eragorstis curvula, distribuidos a lo largo de una transecta de 300 km en el centro sur de la provincia de San Luis. Los datos de productividad se obtuvieron del sensor remoto MODIS/Terra durante el período 2000-2010. Además se determinó la diversidad de cada sitio a través de evaluaciones in situ de densidad y cobertura por especie. Por último, se obtuvieron datos de precipitaciones del sensor TRMM. El reemplazo de pastizales por pasturas adelantó 7-10 días el inicio y fin de la estación de crecimiento, sin observarse cambios en la productividad de las comunidades. La estabilidad de la productividad primaria fue menor en las pasturas de E. curvula que en los pastizales naturales. Considerando un gradiente de diversidad, también la estabilidad del inicio y largo de la estación de crecimiento se relacionó positivamente con la diversidad. Estas relaciones positivas entre diversidad y estabilidad de la producción fueron magnificadas en años secos, mostrando que cambios en el uso de la tierra pueden interactuar con el clima aumentando sus efectos negativos sobre funciones ecosistémicas claves.

Dinámica del carbono en sistemas agrícolas bajo siembra directa : nuevas evidencias obtenidas mediante el uso de 13 C sobre la importancia de las raíces, la calidad de los residuos y el laboreo

El carbono orgánico del suelo (COS) es uno de los principales determinantes de la productividad de los ecosistemas, afectando la fertilidad del suelo y su capacidad de secuestrar CO2. La agricultura es uno de los principales cambios de uso del suelo que afecta significativamente el COS. En esta tesis se examinan, mediante experimentos de campo y usando al 13C como trazador isotópico, tres aspectos de la dinámica de C en sistemas agrícolas: 1) la importancia de las raíces en la formación de COS, 2) los efectos de la cantidad y calidad de los residuos sobre la tasa de descomposición y humificación del COS y 3) la dinámica del COS en sistemas de agricultura continua iniciados sobre pastizales naturales nunca laboreados. Los resultados obtenidos muestran que 1) en cultivos de soja y maíz, la formación de COS se deriva principalmente de la biomasa subterránea y en menor medida de los residuos aéreos, al menos en la fracción de la materia orgánica particulada (MOP). También, se observó 2) que el agregado de residuos de maíz con alta relación C:N aumentó la tasa de descomposición de la MOAM (materia orgánica asociada a los minerales) cuando se la compara con el agregado de residuos de soja (baja relación C:N), efecto conocido como priming. Sin embargo, también existió una mayor formación de materia orgánica bajo cultivos de maíz, y por ende se conservaron las reservas de COS, pero su ciclado fue más rápido. Finalmente, 3) los cultivos en sistemas de siembra directa establecidos sobre suelos nunca laboreados presentaron niveles de COS similares a los de los pastizales naturales remplazados. Estos resultados cuestionan parte de nuestro conocimiento sobre los sistemas agrícolas bajo siembra directa, aportando nuevas evidencias experimentales y destacando el uso de marcadores isotópicos de 13C para comprender el flujo de C en los agroecosistemas.

Modelado de la dinámica y producción forestal de la Selva Pedemontana de Yungas, Argentina

Las Yungas representan el ecosistema de Selvas subtropicales de mayor extensión de la Argentina, constituyendo un área de gran biodiversidad y de recursos madereros. En ella la explotación forestal fue intensa debido a su relieve de pendiente suave, cercanía a centros urbanos y a la creciente demanda de productos madereros causando una gran fragmentación y comprometiendo su resiliencia. La sustentabilidad del manejo forestal se basa en el conocimiento de la composición florística, del crecimiento, la dinámica poblacional y la proyección en el tiempo de la evolución del bosque. Los objetivos planteados en esta tesis fueron determinar la composición y estructura forestal, definir las curvas de crecimientos, determinar las tasas de reclutamiento y mortalidad de las especies de valor, y proyectar la evolución de la Selva en distintas situaciones de manejo. Los parámetros estructurales muestran que las especies dominantes son Anadenanthera colubrina var cebil, Phyllostilon rhamnoides, Trichilia hieronymi, Parapiptadenia excelsa y Calycophyllum multiflorum. Las bajas tasas de incorporaciones y existencias de las especies de mayor valor, Cedrela balansae, Myroxylon peruiferum y Amburana cearensis, determinan su vulnerabilidad. La dinámica está determinada por la formación de claros que generan cambios en las condiciones de luz. Las variables que influyen sobre el crecimiento diamétrico son el tamaño del individuo, la posición sociológica y la densidad del rodal. Las especies de mayores crecimientos diamétricos son C. balansae, A. colubrina var. cebil, P. excelsa, Astronium urundeuva y M. peruiferum siendo el tiempo estimado en lograr sus diámetros mínimos de corta (DMC) de 50, 35, 60, 55 y 80 años respectivamente. La reducción de la densidad del rodal favorece los incrementos diamétricos de los individuos de las especies de valor forestal. La proyección del rodal demuestra que un aprovechamiento forestal realizado con las condiciones técnicas y DMC vigentes, la estructura, la dinámica y el volumen aprovechable no se recupera en un período de 25 años.

Dinámica y distribución de macro nutrientes en Nothofagus antarctica creciendo en distintas condiciones en Patagonia Sur

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.

Dinámica y consecuencias del cambio en la cobertura y el uso del suelo en el Chaco semi-árido

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.

Prácticas culturales : su relación con la dinámica de nitrógeno y el rendimiento de maíz

p.77-86

Efecto de una enmienda orgánica y nematicida sobre la dinámica poblacional de Paratylenchus sp. (Nematoda, Paratylenchinae) en apio

p.227-231

Consecuencias del cambio en el uso del suelo sobre la dinámica del agua en dos sistemas semiáridos

En los sistemas áridos, la disponibilidad de agua es el principal control de los procesos ecosistémicos. La vegetación ejerce un rol importante sobre los flujos de entrada y salida de agua del sistema, que se verían afectados por cambios en el uso del suelo. En esta tesis se exploraron dos cambios de uso del suelo en distinto sentido, la forestación de pastizales en el noroeste de la estepa patagónica y la delimitación de un área protegida del sureste de la península ibérica. Para el análisis de los flujos hídricos, se combinaron dos aproximaciones, la percepción remota y un modelo de simulación. En Patagonia, las forestaciones evapotranspiraron un 20 por ciento más que la estepa y un 28 por ciento menos que las praderas húmedas (mallines), siendo la transpiración el flujo más afectado. La ausencia de drenaje profundo (aporte indispensable en el balance hídrico de los mallines aledaños)en escenarios forestados, sugeriría que las consecuencias de este tipo de cambio de uso del suelo sobre el rendimiento hídrico de la región se verificarían a escala de paisaje. En el sureste de España la tendencia de la radiación absorbida por la vegetación dentro del parque fue mayor que fuera del mismo. Esto sugeriría que están ocurriendo cambios de distinta magnitud en las situaciones con distinto grado de protección y que la detección de esos cambios requiere de décadas. Cabe destacar entonces, la importancia de evaluar en el corto y largo plazo, no solo la magnitud sino también el sentido de cambio de funcionamiento de los ecosistemas asociados a distintos cambios de uso del territorio, en particular aquellos asociados a la dinámica del agua y el flujo de energía.

Perspectivas de corto y mediano plazo de la oferta de papa con relación al comportamiento de la demanda : un modelo econométrico de simulación dinámica

p.169

Dinámica de la población de semillas de Sorghum halepense (L) Pers. en un suelo arable : II-efecto de las labores y de la manipulación del canopeo

p.11-19

Modelado de la dinámica y producción forestal de la Selva Pedemontana de Yungas, Argentina

Las Yungas representan el ecosistema de Selvas subtropicales de mayor extensión de la Argentina, constituyendo un área de gran biodiversidad y de recursos madereros. En ella la explotación forestal fue intensa debido a su relieve de pendiente suave, cercanía a centros urbanos y a la creciente demanda de productos madereros causando una gran fragmentación y comprometiendo su resiliencia. La sustentabilidad del manejo forestal se basa en el conocimiento de la composición florística, del crecimiento, la dinámica poblacional y la proyección en el tiempo de la evolución del bosque. Los objetivos planteados en esta tesis fueron determinar la composición y estructura forestal, definir las curvas de crecimientos, determinar las tasas de reclutamiento y mortalidad de las especies de valor, y proyectar la evolución de la Selva en distintas situaciones de manejo. Los parámetros estructurales muestran que las especies dominantes son Anadenanthera colubrina var cebil, Phyllostilon rhamnoides, Trichilia hieronymi, Parapiptadenia excelsa y Calycophyllum multiflorum. Las bajas tasas de incorporaciones y existencias de las especies de mayor valor, Cedrela balansae, Myroxylon peruiferum y Amburana cearensis, determinan su vulnerabilidad. La dinámica está determinada por la formación de claros que generan cambios en las condiciones de luz. Las variables que influyen sobre el crecimiento diamétrico son el tamaño del individuo, la posición sociológica y la densidad del rodal. Las especies de mayores crecimientos diamétricos son C. balansae, A. colubrina var. cebil, P. excelsa, Astronium urundeuva y M. peruiferum siendo el tiempo estimado en lograr sus diámetros mínimos de corta (DMC)de 50, 35, 60, 55 y 80 años respectivamente. La reducción de la densidad del rodal favorece los incrementos diamétricos de los individuos de las especies de valor forestal. La proyección del rodal demuestra que un aprovechamiento forestal realizado con las condiciones técnicas y DMC vigentes, la estructura, la dinámica y el volumen aprovechable no se recupera en un período de 25 años.