Relación productividad - diversidad dentro y entre niveles tróficos de un ecosistema de pastizal

Existe un interés histórico por las relaciones diversidad-productividad dentro y entre niveles tróficos y las relaciones diversidad-diversidad y productividad-productividad entre niveles tróficos. Sin embargo, no existe consenso en la forma de las relaciones, sus determinantes, los mecanismos subyacentes o la dirección causal entre las variables. El objetivo central fue analizar las relaciones mencionadas en un ecosistema de pastizal inundable a diferentes escalas espacio-temporales a lo largo de gradientes ambientales. Se realizaron dos experimentos observacionales a escala de comunidad y metacomunidad con respuestas de plantas, uno en lagos de Uruguay y otro en comunidades circundantes a lagos en Argentina y un experimento manipulativo en la matriz del pastizal de Argentina que integró respuestas de plantas e invertebrados. En los lagos la relación diversidad-productividad fue positiva y dependió de variables ambientales y de la escala espacial y temporal. En las comunidades circundantes la relación fue positiva, dependió de variables ambientales y la escala espacial, pero no de la temporal. En el experimento manipulativo, la disminución de la productividad de productores primarios redujo su diversidad. Contrariamente, la disminución de la diversidad aumentó la productividad, aunque sólo en condiciones iniciales de productividad primaria intermedia. Dentro de los niveles tróficos de consumidores las relaciones diversidad-productividad fueron positivas. Entre los niveles tróficos, las cascadas ascendentes estuvieron dadas por la productividad primaria y no por su diversidad: la disminución de la productividad primaria redujo la diversidad de herbívoros, aumentó la de omnívoros y no afectó la de carnívoros. La presencia de consumidores produjo una cascada descendente que disminuyó la diversidad y productividad primaria. En síntesis la relación diversidad-productividad primaria no solo es una propiedad del sistema, sino también una consecuencia de las variaciones ambientales, de la escala espacial y temporal y del sentido causal considerado. Además, la productividad primaria afecta a los consumidores y estos afectan la diversidad y la productividad primaria, pero no a su relación.

El reemplazo de pastizales anegadizos por plantaciones de álamos con suelos drenados en el Bajo Delta del río Paraná : cambios físicos y biogeoquímicos en el suelo y el ecosistema

En los humedales del Bajo del Paraná, el drenaje de los suelos, endicamiento y forestación constituyen el cambio de uso más característico. A partir del muestreo de suelos y vegetación en parcelas pareadas de pastizales anegadizos y plantaciones forestales que los reemplazaron tras el drenaje de los suelos, se exploraron los cambios en el volumen y contenido de materia orgánica del suelo y el balance del ecosistema de carbono, nitrógeno (N), fósforo (P), potasio, calcio y magnesio. El estrato de suelo orgánico original se redujo y el suelo mineral perdió volumen (-82 por ciento de porosidad en 0-10 cm de profundidad). Contrarrestó parcialmente estos efectos el aumento del contenido de materia orgánica (1,3 Mg C ha(-1) año(-1) favorecidos por el ingreso de raíces de álamos al suelo drenado (hídrico y libre de raíces en los pastizales). Comparadas con los pastizales, las forestaciones acumularon más carbono y nutrientes en la biomasa aérea y menos en broza y raíces. El balance final fue neutro para carbono y nitrógeno y negativo para fósforo (-0,7 Mg ha (-1) principalmente en los estratos profundos de suelo. Para el calcio, potasio y magnesio las ganancias en el suelo profundo, posiblemente asociadas a los cambios en el balance hídrico (mayor consumo freático, menor aporte superficial), determinaron balances positivos. La relación N/P en hojas de pastos y álamos (7 vs. 18) indicó el cambio de condiciones de limitación por nitrógeno a fósforo. En poco más de una década el drenaje, endicamiento y forestación de pastizales anegadizos redistribuyó el almacenamiento de carbono y nitrógeno sin afectar su magnitud, cambió las limitaciones nutricionales, y generó cambios físicos y químicos en los suelos. Estas modificaciones pueden acentuarse en plazos más largos influenciando la productividad y los servicios ecosistémicos de estos humedales.

La aplicación de herbicidas sistémicos de amplio espectro en pastizales naturales : efectos sobre los atributos y procesos del ecosistema

Esta tesis analiza los efectos de la aplicación de un herbicida sistémico no selectivo, el glifosato, sobre atributos estructurales y funcionales de pastizales naturales pastoreados por herbívoros domésticos. Se realizaron experimentos en un establecimiento ganadero de la Pampa Deprimida, donde la pulverización recurrente de pastizales con glifosato a fin de verano para incrementar la oferta de forraje invernal se ha difundido ampliamente. La pulverización de glifosato produjo un drástico cambio de la composición florística de la vegetación y del banco de semillas, aumentando la contribución de pastos anuales invernales y disminuyendo la de pastos perennes invernales, estivales y leguminosas, redujo la riqueza y la diversidad y disminuyó la cobertura y la calidad forrajera estival. Estos cambios en la vegetación modificaron atributos funcionales, ya que la pulverización incrementó la absorción de radiación y la productividad primaria neta aérea del pastizal en invierno-primavera y las redujo en verano, pero el incremento invierno-primaveral no compensó la disminución estival. La menor producción primaria anual podría relacionarse con el menor contenido de materia orgánica y de fósforo edáfico en los lotes pulverizados. Mediante experimentos en condiciones controladas investigué la respuesta de mecanismos biológicos claves, la regeneración vegetativa y la emergencia y crecimiento de plántulas, a la aplicación de glifosato, de Paspalum dilatatum, Schedonorus arundinaceus, Lotus tenuis y Trifolium repens, principales miembros de los grupos funcionales más afectados. El glifosato provocó la muerte de todos los tejidos, impidiendo la regeneración vegetativa, y redujo la emergencia y el establecimiento de plántulas cuando se pulverizó sobre vegetación pre-existente hasta sesenta días antes de la germinación. Estos mecanismos explican, en gran medida los cambios en la composición de la vegetación y del banco de semillas. Los resultados sugieren que los drásticos cambios que la aplicación de glifosato causa en el pastizal pueden ser irreversibles, poniendo en riesgo la integridad del ecosistema y su sustentabilidad como recurso forrajero

Bromuro de metilo como tratamiento cuarentenario para cítricos infestados por la mosca del Mediterráneo

p.171-176

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

Estimación satelital de la productividad primaria neta aérea de la vegetación herbácea del Caldenal

En la Región del Caldenal es necesario generar cambios en la implementación de prácticas de manejo de la ganadería, desarrollar una actividad sustentable y, a su vez, evitar el mayor deterioro del ecosistema y sus servicios. Dichos cambios deberían incluir el uso racional del la vegetación herbácea, combinado con pasturas C4, actividad que en los últimos años se expandió en la región. Para lograr la complementariedad de dichos recursos y poder estructurar estrategias de manejo, debe conocerse su funcionamiento, estacionalidad y productividad. La información satelital provee la ventaja de otorgar gran cantidad y calidad de datos, en distintas escalas espaciales y temporales. El presente trabajo explora algunas posibilidades para la aplicación de dichas herramientas en la Región del Caldenal. La finalidad es proponer estrategias para conocer en forma sencilla la productividad primaria neta aérea del sistema, como determinante de la receptividad animal y el funcionamiento del ecosistema. Se utilizaron imágenes correspondientes a 60 potreros, distribuidos en seis localidades de la Región del Caldenal, Provincia de La Pampa, con bosque de caldén ("fachinal"), sabanas ("Caldenal"), pasturas de Eragrostis curvula y de Panicum coloratum. Con dichas imágenes se evaluó la variabilidad del Índice de Vegetación Normalizado (IVN) en el tiempo, relacionándolo con el funcionamiento ecosistémico (Capítulo 2), se propuso una metodología para discriminar el IVN de la vegetación herbácea y leñosa en los potreros de sabana (Capítulo 3) y se estimó la Productividad Primaria Neta Aérea de los distintos recursos, realizando comparaciones de estacionalidad y producción, y correlaciones con variables ambientales (Capítulo 4). El presente trabajo demuestra las potencialidades de uso de herramientas satelitales para estimar diferentes atributos de los recursos naturales y cultivados del Caldenal. El ajuste de dichas técnicas en la región resulta clave para el diseño de estrategias de manejo ganadero sustentables y conservación de los recursos.

Efectos de la herbivoría doméstica sobre el enriquecimiento leñoso de las sabanas abiertas del centro sur de la Provincia de Corrientes

Los ecosistemas de sabanas se caracterizan por la co - dominancia de un estrato herbáceo continuo y otro leñoso discontinuo. En la región Centro - sur de la Provincia de Corrientes, la creciente lignificación de las sabanas se ha convertido en el principal obstáculo para el desarrollo de la actividad ganadera. En este trabajo examiné algunos factores que podrían controlar el establecimiento de plantas leñosas, especialmente evalué : 1- El efecto de la competencia de la vegetación herbácea sobre el reclutamiento de Acacia caven en diferentes parches de vegetación (pastos cortos y matas de pastos altos). 2- El papel de la vegetación residente sobre la susceptibilidad o resistencia a la herbivoría doméstica de Acacia caven. Una planta de A. caven y cuatro semillas, fueron asignadas a cada tipo de parche y tratamiento (control: sin corte de la vegetación, corte cada 40 y 20 días, y remoción total de la biomasa aérea y subterránea), el experimento se llevó a cabo durante dos estaciones de crecimiento (2007-2008,2008-2009). En ausencia de pastoreo, la remoción total de la vegetación herbácea aumentó la emergencia y supervivencia de Acacia caven mientras que el pastoreo doméstico tuvo el efecto contrario. A escala de micrositio, existió una tendencia a resistencia por asociación cuando las leñosas se reclutaron en la vecindad de una mata de pastos altos mientras que existió una tendencia a susceptibilidad por asociación en la vecindad de los pastos cortos. Los patrones naturales de reclutamiento de leñosas mostraron la misma tendencia. Se concluye que el pastoreo doméstico manejando la carga animal de manera que no lleve al deterioro del recurso forrajero sería una herramienta apropiada para disminuir las probabilidades de reclutamiento de las plantas leñosas jóvenes. Contrariamente, el sobrepastoreo al eliminar la competencia de la vegetación favorecería al establecimiento exitoso de leñosas.

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.

Intercambios de masa y energía entre la vegetación y la capa límite atmosférica en dos ecosistemas de Argentina

Dentro del contexto del Cambio Global ha surgido el interés en conocer y entender la dinámica de los ecosistemas. La técnica Eddy Covariance (EC) es utilizada a nivel global para el registro continuo de los intercambios turbulentos de masa y energía en una diversidad de ecosistemas, con sensores montados en torres micrometeorológicas y en plataformas móviles. Así mismo, el empleo de modelos atmosféricos de mesoescala suma un aporte a la compresión de los procesos de intercambio suelo-atmósfera dentro de la Capa Límite Atmosférica. Lo enunciado anteriormente motivó la elaboración de la presente tesis en la cual se planteó caracterizar los intercambios turbulentos, estudiando su variabilidad sobre un bosque seco nativo y uno implantado en Argentina y evaluar el desempeño del modelo BRAMS-4.2 en alta resolución en reproducir estos intercambios. A partir de los valores observados, se encontró que la concentración media diaria y los flujos de CO2 presentaron un marcado ciclo diurno. El valor medio de las concentraciones en el bosque implantado fue igual a 736.2 más o menos 42.4 mg/m3 y en el bosque nativo igual a 641.9 más o menos 22.4 mg/m3. Los flujos de CO2 presentaron una amplitud media mayor en verano igual a 1.42 mg/m2s (0.27 mg/m2s) en el bosque implantado (bosque nativo). Los flujos de calor latente registrados en el bosque implantado fueron mayores a los registrados en el bosque nativo. La implementación del sistema de sensores instalados a bordo del avión Sky Arrow 650 ERA permitió realizar mediciones en los primeros metros de la atmósfera. El modelo BRAMS-4.2 supo reproducir razonablemente bien distintas variables meteorológicas así como también los flujos de masa y energía. Los resultados obtenidos en esta tesis son un aporte para ampliar el conocimiento sobre los intercambios turbulentos entre la vegetación y las capas bajas de la atmósfera en distintos ecosistemas de Argentina.

Sustentabilidad de los agroecosistemas pampeanos : análisis cualitativo y cuantitativo de la provisión de servicios de los ecosistemas

La conversión de ecosistemas naturales en sistemas agrícolas ha promovido un creciente interés por la sustentabilidad de los agroecosistemas, pudiendo ser evaluada a través de su capacidad de proveer servicios de los ecosistemas (SE). El abordaje de esta temática se realizó a partir del desarrollo de un modelo conceptual representando, de manera cualitativa, el conjunto de variables que determinan la provisión de ocho SE (Balance de C del suelo, Balance de N del suelo, Mantenimiento de la estructura del suelo, Balance hídrico en el suelo, Control de emisión de N2O, Regulación de adversidades bióticas, Control de contaminación del agua subterránea, Mantenimiento de la riqueza de especies) en Región Pampeana. La parametrización de cuatro sectores (Balance de C y N del suelo, Control de emisión de N2O, Control de contaminación del agua subterránea) desprendidos del modelo conceptual se realizó mediante una metodología probabilística denominada Redes Bayesianas, en la cual se vislumbran de manera clara y sencilla el conocimiento y la incertidumbre inherentes al funcionamiento de los agroecosistemas. Posteriormente, la aplicación (y cuantificación) de dichos modelos en tres zonas agrícolas pampeanas con distintas características agro-ecológicas permitió establecer los niveles de provisión de los SE seleccionados. Los aportes originales más destacados de esta tesis fueron los siguientes: 1) presencia de tres relaciones negativas (trade-offs) y dos positivas (sinergias) entre SE; 2) ausencia de un patrón diferencial de influencia de variables ambientales y variables productivas sobre la provisión de SE tanto desde un punto de vista cualitativo como cuantitativo; y 3) nivel de provisión de SE seleccionados, en términos probabilísticos, mayor al 50 por ciento salvo en el caso de Balance de N del suelo (que no superó el valor de 20 por ciento). El enfoque analítico aquí desarrollado puede ser de utilidad para 1) evaluar la sustentabilidad de los agroecosistemas pampeanos desde una dimensión ecológica, y/o 2) asistir a los stakeholders en la toma de decisiones con el objetivo de llevar a cabo estrategias sustentables de uso de la tierra.

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.

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.

Efectos y respuestas al pastoreo selectivo doméstico sobre plantas, poblaciones y ecosistemas pastoriles áridos

Los ecosistemas pastoriles del mundo se caracterizan por algún grado de aridez y pastoreo por grandes herbívoros, que por su biomasa por área y los efectos de su actividad pueden ser consideradas especies ingenieras del ecosistema. El objetivo de esta Tesis fue estudiar el efecto del manejo del pastoreo ovino sobre distintos niveles jerárquicos de organización de la vegetación en estepas áridas de la Patagonia, desde plantas hasta ecosistemas/comunidades pasando por poblaciones. Se evaluó el efecto de la carga histórica de pastoreo sobre la organización de la biomasa subterránea de la comunidad, sobre la morfología individual y la estructura poblacional de pastos de diferente preferencia y sobre el abastecimiento de servicios ecosistémicos. Por otro lado, se estudió de qué manera el manejo del pastoreo con descansos afecta el crecimiento de las gramíneas forrajeras. Los principales resultados de los estudios de campo indicaron que la carga histórica de pastoreo cambió la composición de la biomasa aérea y subterránea, modificó la distribución de tamaños de las poblaciones de pastos de diferente preferencia y afectó la provisión servicios ecosistémicos. En general, cuando la carga fue moderada, el pastoreo optimizó la estructura de los diferentes niveles de organización de la vegetación y el funcionamiento del ecosistema en relación a las situaciones sin herbívoros. Se incrementó la producción y la disponibilidad de forraje, maximizando de esta manera el abastecimiento de los servicios ecosistémicos de provisión y regulación. En cambio, al intensificar la carga, el efecto del pastoreo se volvió negativo rompiendo con los circuitos de retroalimentación favorables para el funcionamiento del ecosistema. Por otro lado, se demostró que el manejo del pastoreo con descansos prolongados mejora el desempeño de pastos forrajeros en situaciones donde la disponibilidad de agua no limita el crecimiento. En conclusión, este trabajo aporta evidencias empíricas a escala de unidades de manejo pecuario que indican que cargas animales moderadas y variables en el tiempo podrían mejorar la sustentabilidad de los sistemas patagónicos y contribuir a frenar su deterioro.

Análisis integrado del consumo de bienes ecológicos y económicos en ecosistemas agrícolas pampeanos : el uso de la emergía como indicador sistémico de sustentabilidad

Los ecosistemas agrícolas de la Región Pampeana Argentina (RPA) atravesaron en las últimas décadas cambios asociados a procesos de expansión geográfica e intensificación productiva. En este trabajo se estudió el funcionamiento de ecosistemas agrícolas pampeanos mediante la síntesis emergética (de emergía). Este acercamiento analítico evalúa conjuntamente el consumo de bienes y servicios ecológicos y económicos, en una moneda común (emergía) que es la cantidad de energía solar necesaria para obtener todos y cada uno de los recursos intervinientes en el proceso de producción (naturales y comprados en el sistema económico). Este marco de análisis novedoso para el estudio de los ecosistemas agrícolas fue aplicado en la evaluación del desempeño de la rotación maiz-trigo/soja en tres ecosistemas agrícolas, Pergamino (BA), Marcos Juárez (CBA) y Montecristo (CBA), ubicados en la RPA en el período 2006-2010. Posteriormente, a partir de una base de información más extensa en el sitio Marcos Juárez, se amplió el rango temporal del estudió al intervalo 1984-2010, y a escala de cultivo individual en lugar de rotación agrícola, con el objeto de detectar tendencias históricas en los indicadores emergéticos. Los resultados del análisis a nivel de rotación mostraron que los ecosistemas evaluados fueron capaces de duplicar la emergía capturada de los recursos locales a partir del agregado de emergía externa comprada (EYR entre 2 y 2.19). También se determinó que el funcionamiento de dichos ecosistemas estuvo basado en una proporción levemente superior sobre insumos externos que sobre recursos provenientes locales propios del ecosistema (EIR entre 1.01 y 1.16). Sin embargo, los ecosistemas estudiados demostraron tener una habilidad para capturar recursos provenientes de la naturaleza proporcionalmente mayor a la presión ejercida sobre el ambiente a través del proceso productivo (ESI entre 1.99 y 2.45). Los valores obtenidos ubican a los ecosistemas agrícolas de la RPA, entre los de mayor eficiencia y renovabilidad en el contexto mundial de la producción agrícola extensiva. La mayor extensión de este análisis en un contexto histórico permitió identificar tres fases de cambio en los indicadores emergéticos en cuanto a la eficiencia del uso de la emergía y su renovabilidad: una fase de mejora (1984-1995), seguida por una fase de disminución (1996-2001), y una fase final de disminución; pero a tasas menores (2002-2010). Los cambios más importantes asociados al consumo de emergía estuvieron explicadas por la adopción de nuevas tecnologías productivas como la introducción de la siembra directa o el uso de semillas transgénicas. Si bien, la moderación en la caída de los índices en la ultima fase identificada (2002-2010) es un síntoma alentador en términos del grado de explotación ambiental de los ecosistemas estudiados, será necesario que futuros aumentos en el consumo de emergía comprada (e.g. insumos o servicios) estén asociados a retornos más que proporcionales en la captura de la emergía local de fuente renovable. La excepción al patrón de tres fases descripto anteriormente, fue la eficiencia de conversión de la emergía a grano (i.e. la inversa de la transformidad), que exhibió un aumentó consistentemente en el período 1984-2010. Este aumento de la eficiencia (medida en emergía requerida para obtener una unidad de energía cosechada) fue observada a pesar del aumento del flujo de insumos comprados, en el mismo período, lo que esta indicando que a través del tiempo, fue posible cosechar valores crecientes de energía por cada unidad de emergía invertida. La aplicación del análisis de los flujos de emergía resultó util para detectar cambios en los sistemas estudiados. Sin embargo, los resultados obtenidos indicarían que la fortaleza del metodo reside en el monitoreo de cambios a escalas temporales y espaciales mayores a las estudiadas en este trabajo. De este modo, sería posible aumentar la eficiencia de detección de diferencias en el uso de emergía si se analizaran patrones regionales de uso de la tierra, donde los sistemas de producción maximicen los contrastes, tanto en en el consumo de bienes ecológicos (oferta ambiental) como económicos (sistemas de producción contrastantes)

La impronta humana sobre la estructura y el funcionamiento de ecosistemas subtropicales secos

Durante años los ecólogos y biogeógrafos han reconocido a los regimenes climáticos y a las condiciones del substrato como controles dominantes de la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. En la actualidad, un conjunto nuevo de controles emerge de las intervenciones que los humanos imponen (asociadas a la densidad poblacional, la riqueza, y la conectividad del paisaje). En esta tesis se describen el uso del suelo, y las características estructurales y funcionales de la vegetación, y se estudian sus controles biofísicos y humanos en regiones subtropicales secas (con lluvias estivales) a nivel global. Estas regiones, originalmente dominadas por formaciones leñosas, albergan en la actualidad una gran diversidad de contextos humanos y formas de manejo. La distribución global de las regiones se determinó a partir de bases de datos climáticas y topográficas. La caracterización del contexto humano, el uso del suelo y la producción de bienes, y la composición de la vegetación, se apoyó en datos cartográficos, estadísticas subnacionales, archivos fotográficos, e imágenes satelitales de alta resolución espacial. La cuantificación del funcionamiento del ecosistema se basó en el uso de información radiométrica proveniente de sensores remotos. Se determinaron cinco regiones en América del Norte y del Sur, África, Asia y Australia, incorporando condiciones semiáridas a subhúmedas. Los análisis implicaron caracterizaciones a nivel regional y local (mayor a 6000 puntos de muestreo), discriminando sistemas de uso no cultivados y cultivados. El reemplazo de la vegetación no cultivada fue variable, desde regiones en donde predominan los cultivos (aproximadamente 75 por ciento en Asia), hasta regiones en donde la fracción del territorio bajo este uso es mínima (aproximadamente 3 por ciento en Australia). Las intervenciones humanas (remoción de biomasa, pastoreo, aplicación de subsidios, etc.) han creado una gran variedad de patrones de vegetación/paisaje internamente en cada región. Los sistemas no cultivados desplegaron un gradiente de decreciente cobertura leñosa o creciente ocurrencia de parches antropogénicos en todas las regiones, que finalmente resultó en una productividad más baja e inestable. Sudamérica presentó los paisajes más leñosos o conservados y los más altos valores de productividad, mientras que Asia y Australia presentaron la mayor transformación de la cobertura y los valores más bajos de productividad. Los paisajes cultivados desplegaron un gradiente de creciente escala de producción no relacionado claramente con la productividad promedio de la vegetación. Norteamérica y Australia se asocian al extremo de mayor escala, mientras que África y Asia al de menor escala (Asia presentó aspectos de ambos extremos). Sudamérica en tanto, presentó nuevamente los valores más altos de productividad, aún sin contar con los altos subsidios que reciben los cultivos de Asia y Norteamérica, mientras que África presenta los valores más bajos. La densidad poblacional explicó la fracción agrícola cuando se consideran todas las regiones, pero la conexión a los mercados adquiere importancia en aquellas regiones más ricas y menos pobladas (Australia y Sudamérica). A nivel paisaje la presión poblacional perdió importancia determinando las características de sistemas no cultivados, siendo el nivel de pobreza y la conectividad los factores determinantes del grado de modificación de la cobertura leñosa. En sistemas cultivados, la pobreza y la densidad poblacional determinaron la escala y el grado de industrialización de la producción. La disponibilidad hídrica demostró un poder explicativo igual o menor que los factores humanos determinando la cobertura y el funcionamiento del ecosistema. Este factor tuvo una mayor importancia para sistemas no cultivados que cultivados. Los efectos de la transformación de un paisaje no cultivado a cultivado sobre la productividad dependieron de las características estructurales y funcionales de la vegetación bajo ambos tipos de uso. Así, el reemplazo trajo aumentos en la productividad en Asia, Australia, Sudamérica (cuando se consideraron las prácticas de riego), y disminuciones en Norteamérica y África. La contextualización de las condiciones pasadas o actuales de los ecosistemas permitió adquirir una base empírica para interpretar procesos clave involucrados en las interacciones entre sociedad y naturaleza. Visiones comparativas como las seguidas en esta tesis por lo tanto ayudarían a explorar caminos alternativos y estrategias de manejo de ecosistemas en un mundo con demandas crecientes por alimento, y en donde sostener o incrementar el capital natural y social es el gran desafío. En este sentido, se analiza la situación actual del Chaco Sudamericano en comparación con las restantes regiones, y se señalan aquellos aspectos fundamentales que llevarían a procesos de degradación de los ecosistemas ante los cambios en el uso a los que está sujeta esta región.