Comportamiento de la vegetación en planicies inundables : impacto del anegamiento y los cambios en el uso del suelo

En los ecosistemas de llanuras, como la Llanura Pampeana Argentina, los flujos en sentido vertical - transpiración y evaporación directa - son las principales vías evaporativas de salida de agua. La vegetación controla las salidas transpirativas, por ello la cobertura del suelo tiene una gran influencia en el funcionamiento ecosistémico. Aún no se conoce con certeza cómo el uso del suelo y sus modificaciones condicionan el régimen de inundaciones. Los objetivos de este trabajo son i) describir los eventos de anegamiento de un área representativa de la Pampa Interior para un período de 11 años; ii) analizar el impacto de la frecuencia de anegamiento sobre el funcionamiento de la vegetación a escala regional y iii) a escala local. Se evaluó de qué manera la frecuencia de anegamiento y el tipo de cobertura condicionan la respuesta de la vegetación frente a una inundación utilizando información satelital del período 2000-2010. Se utilizó el IVN obtenido del producto MODIS MOD13Q1 como indicador de transpiración y mapas de anegamiento. Los resultados muestran que a mayor frecuencia de anegamiento se registra un mayor descenso de la transpiración y mayor tiempo de recuperación con respecto a los sitios no anegados. El impacto negativo del anegamiento sobre cultivos anuales es mayor que sobre especies forrajeras, las cuales conservan las tasas de transpiración a pesar de estar anegadas. Esto sugiere que bajo el uso de la tierra actual de la región donde se reemplazan los esquemas de rotación por cultivos anuales, los futuros eventos de inundación pueden perdurar más tiempo debido a menores tasas de transpiración durante estos eventos. Para evitar este riesgo habría que mantener un mayor porcentaje de heterogeneidad del paisaje.

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.

Capacidad de uso del agua del subsuelo y productividad de dos genotipos de maní : efecto de la disponibilidad hídrica subsuperficial y la oferta fototermal.

En la región manisera de Córdoba, la combinación de distintos antecesores del maní en la rotación y la variabilidad de las lluvias otoñales determinan diferentes contenidos de agua en el subsuelo (60-200 cm). El agua sub-superficial debería contribuir a la toma de decisión entre una siembra temprana (mayor déficit hídrico en período crítico) o tardía (menor oferta fototermal en etapa reproductiva), así como a la elección del genotipo. Se realizó un experimento a campo durante 2008-2009 con (i) déficit hídrico desde R3 a partir de cultivos creciendo con dos niveles de agua disponible subsuperficial (ADC 70 por ciento y ADC 30 por ciento), (ii) dos épocas de siembra (21-oct. y 2-dic.), y (iii) dos genotipos (moderno ASEM y antiguo FLORMAN). Se midió periódicamente el contenido de agua edáfica para determinar (i) la velocidad aparente de profundización de las raíces (VAPR), (ii) la profundidad máxima de absorción de agua (PMA) y (iii) la tasa de absorción de agua (K). Además se midió: el rendimiento en grano, y sus componentes (número de granos y peso del grano) y las eficiencias en el uso de la radiación y del agua. La menor ADC penalizó doblemente la capacidad de uso del agua, disminuyendo la VAPR y PMA como también K. Esto siempre causó fuertes caídas en el rendimiento, principalmente por reducción en el número de grano, bien representadas por la respuesta de este último con la tasa de crecimiento del cultivo en el período crítico. Un menor tamaño de los destinos reproductivos provocó un efecto de retrocontrol de la actividad de la fuente, reduciendo la eficiencia del uso de los recursos agua y radiación. El rendimiento de ASEM superó al de Florman en todos los casos. Todas las combinaciones de ADC x genotipo en siembra tardía redujeron el rendimiento respecto a su contraparte de la fecha temprana, con excepción de ASEM ADC 70 por ciento Por lo tanto, el uso del genotipo ASEM combinado con buena provisión de agua en el subsuelo permite ampliar la ventana de fechas de siembra manteniendo el rendimiento del cultivo.

Impacto del uso del suelo sobre el Índice de Vegetación Normalizado (NDVI) en el noroeste argentino

En este trabajo se evalúan los impactos del cambio del uso del suelo en la región Chaqueña noroccidental de Argentina abordando cuestiones como la relación entre factores ambientales y edáficos y la dinámica del Índice de Vegetación Normalizado (NDVI) en áreas donde la vegetación ha sido ligeramente modificada y cómo afecta a la dinámica del NDVI la intensificación del uso de la tierra. El NDVI constituye una cuantificación de la fracción de energía absorbida por la vegetación y, bajos ciertas condiciones, de la productividad primaria neta (PPN). Fue obtenido desde el sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) ubicado a bordo de las misiones satelitales de la NASA Aqua y Terra. Se incorporó información de uso de suelo, clima, suelo y NDVI en un sistema de información geográfica con una resolución espacial coincidente con la grilla de la serie temporal de NDVI denominada LTDR (Long Term Data Record). El uso del suelo fue caracterizado por la proporción de cultivos en cada celda de la grilla. Tres atributos fueron derivados de la dinámica estacional del NDVI: la integral anual (NDVI-I), el rango relativo (RREL) y la fecha del máximo NDVI (DMAX). La influencia de los factores ambientales para las celdas con menor proporción de cultivos se analizó mediante regresiones individuales con los tres atributos de NDVI como variables dependientes y las variables de clima y suelo como variables independientes. Para los tres atributos de NDVI persiste en la variabilidad observada un porcentaje importante que no es explicado por las variables consideradas. Se aplicaron los modelos obtenidos a las celdas con mayor proporción de cultivos y se analizaron las diferencias entre los valores observados y predichos de los atributos derivados del NDVI. Ninguno de los modelos ajustados explica la mayor parte de la variabilidad observada cuando se aplican a entornos modificados. En líneas generales, para el NDVI-I los valores observados son menores que los estimados; para RREL, los valores observados son mayores que los estimados y para DMAX no hay evidencias claras de diferencias entre ambos valores. Se analizaron los desvíos entre valores observados y estimados y su relación con el uso de suelo. La magnitud de los cambios observados en la radiación absorbida y la estacionalidad están vinculados a la proporción del paisaje agriculturizado. Por un lado, se observa una disminución del NDVI-I. Por el otro el efecto más relevante de la agriculturización del paisaje sobre la dinámica del carbono es el incremento significativo de la estacionalidad evidenciado por un aumento del RREL. Con respecto a la fecha de máximo NDVI no surgen evidencias claras acerca de la influencia de la agriculturización sobre la misma.

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.

Uso del índice estandarizado de precipitación para la evaluación permanente del riesgo de inundaciones

p.229-234

Capacidad de uso del agua del subsuelo y productividad de dos genotipos de maní : efecto de la disponibilidad hídrica subsuperficial y la oferta fototermal.

En la región manisera de Córdoba, la combinación de distintos antecesores del maní en la rotación y la variabilidad de las lluvias otoñales determinan diferentes contenidos de agua en el subsuelo (60-200 cm). El agua sub-superficial debería contribuir a la toma de decisión entre una siembra temprana (mayor déficit hídrico en período crítico)o tardía (menor oferta fototermal en etapa reproductiva), así como a la elección del genotipo. Se realizó un experimento a campo durante 2008-2009 con (i)déficit hídrico desde R3 a partir de cultivos creciendo con dos niveles de agua disponible subsuperficial (ADC 70 por ciento y ADC 30 por ciento), (ii)dos épocas de siembra (21-oct. y 2-dic.), y (iii)dos genotipos (moderno ASEM y antiguo FLORMAN). Se midió periódicamente el contenido de agua edáfica para determinar (i)la velocidad aparente de profundización de las raíces (VAPR), (ii)la profundidad máxima de absorción de agua (PMA)y (iii)la tasa de absorción de agua (K). Además se midió: el rendimiento en grano, y sus componentes (número de granos y peso del grano)y las eficiencias en el uso de la radiación y del agua. La menor ADC penalizó doblemente la capacidad de uso del agua, disminuyendo la VAPR y PMA como también K. Esto siempre causó fuertes caídas en el rendimiento, principalmente por reducción en el número de grano, bien representadas por la respuesta de este último con la tasa de crecimiento del cultivo en el período crítico. Un menor tamaño de los destinos reproductivos provocó un efecto de retrocontrol de la actividad de la fuente, reduciendo la eficiencia del uso de los recursos agua y radiación. El rendimiento de ASEM superó al de Florman en todos los casos. Todas las combinaciones de ADC x genotipo en siembra tardía redujeron el rendimiento respecto a su contraparte de la fecha temprana, con excepción de ASEM ADC 70 por ciento Por lo tanto, el uso del genotipo ASEM combinado con buena provisión de agua en el subsuelo permite ampliar la ventana de fechas de siembra manteniendo el rendimiento del cultivo.

Un modelo de optimización del uso del suelo y del agua con fines agrícolas en el partido de Tandil

p.247-252

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 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.

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.

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.

Efecto de las forestaciones sobre el uso de hábitat y la disponibilidad de recursos de mamíferos carnívoros nativos en el NO patagónico

La plantación de pino en Patagonia ha aumentado en las últimas décadas, y es escaso el conocimiento de su impacto sobre la biodiversidad, particularmente sobre especies de altos requerimientos de hábitat. Mediante trampas cámara se estudiaron cambios en el uso de hábitat de carnívoros en vegetación de ecotono estepa-bosque respecto a plantaciones, y a otras estructuras del paisaje forestado, como cortafuegos, remanentes de vegetación nativa, y plantaciones ralas. Para explorar las diferencias en el uso del hábitat, se caracterizó el mismo a distintas escalas espaciales y se determinó la abundancia recursos tróficos. Se registraron cuatro especies: 1) Gato montés (Leopardus geoffroyi), fue registrado en vegetación nativa, cortafuegos y remanentes de vegetación nativa, pero no en plantaciones; estuvo correlacionado negativamente con la cobertura y densidad arbórea y positivamente con la abundancia de liebre. 2) Zorro colorado (Lycalopex culpaeus) y 3) zorrino (Conepatus chinga), fueron más abundantes en vegetación nativa que en plantaciones, y dentro del paisaje forestado prefirieron plantaciones ralas y cortafuegos. Ambas se asociaron positivamente a la cobertura de vegetación nativa, y el zorro también se asoció positivamente a la abundancia de liebre y riqueza herbácea. 4) Puma (Puma concolor) utilizó en similar medida todos los tipos de hábitat; y se asoció positivamente con la abundancia de jabalí y cobertura de plantación a escala de paisaje. En conclusión, las plantaciones desencadenan cambios en los distintos niveles tróficos de la comunidad, afectando a las presas nativas y favoreciendo a las exóticas, lo cual repercute de distinta manera sobre los carnívoros. A pesar de que gran parte de las especies se ven afectadas en alguna medida, los resultados indican que mediante prácticas de manejo y diseños de paisaje es posible mejorar significativamente la calidad del hábitat, de modo de hacer compatible la actividad forestal con la conservación de la fauna

Sistemas de evaluación de tierras y elaboración de modelos de aptitud de uso agrícola, para distintos escenarios climáticos, en un sector de la subregión pampa arenosa (Provincia de Buenos Aires, Argentina)

La Pampa Arenosa ha sido escenario de cambios en el uso del territorio que respondieron principalmente al aumento de las precipitaciones a partir de la década del 70. La evaluación de las tierras es una etapa crítica en la planificación del uso sustentable. Por este motivo, se analizaron distintos sistemas de evaluación de tierras y se desarrollaron modelos expertos que consideren los factores ambientales heredados y las variaciones climáticas, para el sector de dunas longitudinales de la Pampa Arenosa en la Provincia de Buenos Aires, a escala 1: 50.000, considerando a los partidos de Nueve de Julio, Carlos Casares, Pehuajó y Trenque Lauquen. Las tierras fueron clasificadas por Capacidad de Uso, Indice de Productividad (IP) y se generaron sistemas expertos, utilizando el programa ALES, para los tipos de utilización de las tierras (TUTs) : maíz, soja y trigo. La homogeneidad de las series climáticas de precipitaciones se determinó mediante el test de Rachas. La aplicación del test de Pettitt permitió identificar la existencia de un cambio abrupto en las precipitaciones y el este de Mann Kendall mostró una tendencia creciente en relación a la precipitación anual. Las tierras con severas (clase III) y muy severas limitaciones (clase IV), fueron las más frecuentes ocupando el 42,6 por ciento y 29,8 por ciento respectivamente del área. Se comprobó que el IP de las tierras se incrementó con el aumento de las precipitaciones, alcanzando su máxima expresión climática en el período posterior al cambio abrupto. Las tierras de moderada capacidad productiva con valores de IP entre 65-51 ocuparon la mayor superficie de área de estudio. Los modelos expertos según los TUTs presentaron una aptitud de uso de las tierras variable, condicionada por la capacidad de retención hídrica de los suelos. Los modelos expertos fueron sensibles a las variaciones climáticas y el cambio abrupto en las precipitaciones.