Sensibilidad de especies arbóreas a los efectos del cambio climático en el noroeste patagónico: Pseudotsuga menziesii (especie introducida) y Austrocedrus chilensis (especie nativa)
Los cambios en el clima suelen tener drásticos efectos en la vegetación tales como extinciones locales o eventos de mortandad masiva. No obstante, las plantas disponen de un amplio espectro de respuestas al cambio climático, que van desde disminuciones en el crecimiento al desarrollo de mecanismos d...
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| Otros Autores: | |
| Formato: | TesisdePostgrado doctoralThesis acceptedVersion |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche
2024
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | https://rdi.uncoma.edu.ar/handle/uncomaid/18224 |
| Aporte de: |
| Sumario: | Los cambios en el clima suelen tener drásticos efectos en la vegetación tales como extinciones locales o eventos de mortandad masiva. No obstante, las plantas disponen de un amplio espectro de respuestas al cambio climático, que van desde disminuciones en el crecimiento al desarrollo de mecanismos de adaptación o aclimatación. Uno de los mecanismos de aclimatación que permite mitigar la variación ambiental a lo largo de la vida de un individuo, modulando e incluso incrementando su tolerancia al estrés es la plasticidad fenotípica. También se ha planteado que las especies invasoras tienen una mayor plasticidad fenotípica que las especies nativas, frente al cambio climático. En el contexto particular de las invasiones de Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco (pino oregón) en bosques de Austrocedrus chilensis (D. Don) Pic. Serm. et Bizzarri (ciprés de la cordillera) en Patagonia, se exploran sus respuestas a un incremento en la temperatura de 2 °C (previsto por el modelo regional PRECIS en el escenario A2) y los efectos conjuntos del incremento de la temperatura y la disminución de las precipitaciones sobre semillas y plantines de ambas especies. Para analizar el incremento en la temperatura se realizó un experimento a campo, mediante el uso de invernáculos portátiles (Open Top Chamber, OTC). Mientras que para los efectos sinérgicos del incremento de la temperatura y la disminución de las precipitaciones se realizó un ensayo en cámara de cultivo.
El ensayo a campo se instaló en el noroeste de la Patagonia, en bosques de A. chilensis en dos sitios: Mallín Ahogado (MA), sitio húmedo y en Cholila (CH), sitio seco. En cada sitio se instalaron catorce (14) bloques (unidades experimentales) consistentes en: una parcela control (PC) a temperatura ambiente actual y un OTC donde se controló que la temperatura fuese 2 °C superior que en la PC. En cada OTC y en cada PC: 1) se sembraron 100 semillas de A. chilensis y otras 100 de P. menziesii y 2) se plantaron 23 plantines de 2 años de A. chilensis y de P. menziesii respectivamente. En los OTC y en las PC se evaluaron variables microambientales: temperatura y humedad relativa del aire, y humedad y temperatura del suelo. Asimismo, se relevaron variables bióticas: emergencia, crecimiento, potencial hídrico y supervivencia de A. chilensis y de P. menziesii. Además, dentro de los OTC y PC se evaluaron la abundancia, riqueza y composición de especies de plantas vasculares del de los bosques de A. chilensis. El periodo del ensayo fue de septiembre de 2014 a marzo de 2016.
Los análisis de datos se hicieron mediante Modelos Lineales Mixtos con Medidas Repetidas (MLMR), siguiendo un diseño de bloques aleatorios, anidado en sitios. Los factores fijos fueron Dispositivo (D) con dos (2) niveles Open Top Chamber (OTC) y parcela control (PC), Especie (E) con dos niveles A. chilensis (A. ch) y P. menziesii (P. m), Sitio (ST) con dos (2) niveles, Mallín Ahogado (MA) y Cholila (CH) y Tiempo (TM) con catorce (14) niveles: septiembre de 2014, octubre de 2014, noviembre de 2014, diciembre de 2014, enero de 2015, febrero de 2015, marzo de 2015, septiembre de 2015, octubre de 2015, noviembre de 2015, diciembre de 2015, enero de 2016, febrero de 2016, marzo de 2016. Bloque se consideró como un factor aleatorio. Cuando no se pudieron aplicar los MLMR se utilizaron pruebas de Friedman, para un diseño en bloques completos aleatorizados. Para analizar la supervivencia se obtuvieron curvas de Kaplan-Meier, las diferencias entre especies y entre tratamientos se analizaron mediante la prueba Log-Rank. A nivel de comunidades de plantas vasculares se evaluó la riqueza, la abundancia y la composición. Los análisis de riqueza y abundancia se realizaron de manera similar a la descripta más arriba, mediante MLMR y pruebas de Friedman. Para analizar la composición de especies se realizó un análisis de similitud (ANOSIM). Además, se realizó un análisis de conglomerados basado en la matriz de similitud de Bray-Curtis, con el método de agrupamiento por enlace completo (UPGMA).
En el campo, la emergencia se vio favorecida por el incremento en la temperatura (p < 0,01). Por otro lado, el aumento de temperatura afectó negativamente el crecimiento del vástago aéreo tanto en altura como en diámetro a la altura del cuello y biomasa de la parte aérea, que resultaron significativamente menores en los OTC que en las PC (p < 0,01). También hubo un efecto negativo sobre la biomasa de raíz y la supervivencia que también fueron significativamente menores en los OTC (p < 0,01). La relación biomasa vástago aéreo/raíz resulto significativamente menor en los OTC (p < 0,01), al igual los potenciales hídricos de prealba y de medio día (p < 0,01). En relación con las diferencias a nivel de especie, los plantines de P. menziesii presentaron mayor incremento en altura, incremento en diámetro a la altura del cuello y supervivencia que los plantines de A. chilensis (p < 0,01). Asimismo, presentaron mayores valores de potencial hídrico de prealba y medio día (p < 0,01). En los OTC se registró una pérdida en la riqueza de herbáceas anuales exóticas y en la abundancia de herbáceas anuales nativas (p < 0,01). En cambio, hubo un aumento en la riqueza de herbáceas perennes exóticas excluyendo gramíneas y en la abundancia de gramíneas perennes nativas y exóticas en los OTC (p < 0,01).
En el ensayo en cámara de cultivo se utilizaron cuatro (4) cámaras, bajo condiciones de temperatura, humedad y fotoperiodo controlados. En una cámara se simularon las condiciones de temperatura y humedad (precipitación-riego) del clima actual para el sitio CH, en la otra se simuló clima actual para el sitio MA, y en las otras dos se simularon las condiciones del clima previstas en el escenario severo A2 para cada uno de los sitios. En cada una de las cámaras se evaluó la emergencia de 100 semillas de A. chilensis y 100 semillas de P. menziesii y el crecimiento, estado hídrico y supervivencia de 10 plantines de 3 años de A. chilensis y otros 10 de P. menziesii. Para la obtención de los regímenes de temperatura y riego se utilizaron los datos de las estaciones meteorológicas cercanas a MA y CH, para el periodo 2001 – 2012. Para obtener el riego se utilizó la precipitación acumulada mensual promedio (Precipitación Actual), para los meses de primavera y verano. Luego de obtener los datos de la precipitación mensual de ambos escenarios (actual y A2), se procedió a calcular la cantidad de agua mensual que se debía aplicar a cada tratamiento. Se calculó la precipitación mensual correspondiente a la superficie de la bandeja equivalente a 90 cm2. Mientras que, para los plantines se regaron macetas de 177 cm2 de superficie. A dicho valor se lo dividió por la cantidad de días de riego mensuales (3 veces por semana, es decir, 12 días por mes) y se obtuvo la cantidad de agua que se debía regar en cada día de riego (riego/día). Para obtener la temperatura se usó la temperatura mensual promedio (Temperatura Actual), para los meses de primavera y verano. Para simular las condiciones climáticas previstas en el escenario A2, se tomaron como base los valores promedios obtenidos para el clima actual, a los cuales se les aplicaron los aumentos y/o disminuciones previstas por el modelo para cada uno de los sitios y meses considerados en este estudio. El fotoperiodo fue de 16 horas de luz y 8 horas de oscuridad diarias.
Para analizar las variables de respuesta de crecimiento y potencial hídrico se utilizaron Modelos Lineales Mixtos (MLM), siguiendo un diseño de bloques aleatorios, anidado en sitios. Los factores fijos fueron: Temperatura/Régimen de riego (T/R) con dos niveles: condiciones de Cámara Clima Actual (CCA) y en condiciones de Cámara Clima Escenario A2 (CCEA2), Especie (E) con 2 niveles: A. chilensis y P. menziesii y Sitio (ST) con dos niveles: MA y CH. Bloque se consideró como un factor aleatorio. También se realizaron curvas de supervivencia para evaluar el efecto T/R sobre la supervivencia de los plantines de A. chilensis y P. menziesii, tanto en las cámaras del clima actual como en las del escenario A2 para MA y CH.
En cámara de cultivo el aumento de temperatura y la disponibilidad hídrica favorecieron la emergencia, hubo mayores porcentajes en emergencia en el escenario A2 (p < 0,01). De igual manera, afectaron positivamente el incremento en altura, y el potencial hídrico prealba que resultaron significativamente mayores en el escenario futuro (p < 0,01). En conclusión, tanto en campo como en cámara hubo una mayor emergencia debida al incremento en la temperatura. En cambio, los efectos sobre el crecimiento, estado hídrico y supervivencia de los plantines fueron diferentes en el ensayo a campo y en la cámara de cultivo. Estas diferencias se atribuyen a un error metodológico, debido a que el sustrato de las macetas y bandejas, de los plantines y semillas de ambas especies respectivamente, fueron regadas a su capacidad de campo.
En relación con las respuestas a nivel de sitios, el crecimiento, estado hídrico y supervivencia de los plantines fueron más altos en Cholila, el sitio más seco, contrariamente a lo que se esperaba. Esto demuestra que las respuestas de las especies arbóreas a los cambios en el clima también dependen de múltiples aspectos, además del clima. Aspectos como la estructura de vegetación y el consumo de agua de las plantas que integran la comunidad pueden tener una gran relevancia. En relación con las respuestas a nivel de especie, la especie invasora P. menziesii experimentó un mayor crecimiento, estado hídrico y supervivencia vinculadas a una mayor plasticidad fenotípica que la nativa. Estos resultados indican que los procesos de invasión de P. menziesii en los bosques de A. chilensis se intensificarán con el aumento de temperatura. |
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