Micorrizas y comunidades vegetales en bosques de Nothofagus pumilio afectados por la erupción del complejo volcánico Puyehue Cordón Caulle
Las erupciones del tipo explosivo, tales como las ocurridas en el complejo volcánico Puyehue-Cordón Caulle (CVPCC, Patagonia-Argentina, junio 2011) expulsan violentamente material piroclástico y crean un mosaico complejo de respuesta derivado de los efectos del disturbio, que resulta en zonas estru...
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| Autor principal: | |
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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/18469 |
| Aporte de: |
| Sumario: | Las erupciones del tipo explosivo, tales como las ocurridas en el complejo volcánico
Puyehue-Cordón Caulle (CVPCC, Patagonia-Argentina, junio 2011) expulsan violentamente material piroclástico y crean un mosaico complejo de respuesta derivado de los efectos del disturbio, que resulta en zonas estructuralmente distintas en el paisaje y en donde los gradientes de disturbio son muy variables. El vulcanismo es un evento catastrófico de origen geológico que juega un papel vital en la fisiología, ecología y evolución de los organismos, causan la muerte de organismos y remueven y/o sepultan material orgánico y suelo. Los ambientes son afectados de manera heterogénea, permitiendo que algunos organismos puedan prevalecer, recuperarse y/o adaptarse.
Los bosques de Nothofagus pumilio próximos al CVPCC fueron severamente afectados
por la caída y deposición de tefra (> 30 cm de espesor). La tefra sepultó el sotobosque y el suelo y en algunos casos ocasionó muerte masiva de plantas, entre otros efectos, modificando la estructura y dinámica del ambiente. Nothofagus pumilio es una especie arbórea nativa que se destaca por su importancia ecológica y socioeconómica. Las especies del género Nothofagus se encuentran extensamente colonizadas (> 70 %) por ectomicorrizas (ECM), una asociación simbiótica mutualista entre un hongo y una planta. Esta simbiosis contribuye al establecimiento y desarrollo vegetal y juega un papel crucial en el crecimiento y en la interacción de las plantas con el suelo.
Esta tesis se realizó con el propósito de estudiar en los bosques de N. pumilio el
impacto de la deposición de tefra, proveniente de la erupción del CVPCC, en la micorrización y regeneración en la especie dominante y en la dinámica de las comunidades vegetales, dentro del corto plazo (hasta 7 años post-erupción). Sus objetivos específicos fueron: (a) Caracterizar los sustratos (suelo y tefra) y las comunidades vegetales de bosques de N. pumilio afectados por la deposición de tefra con el fin de evaluar la dinámica a corto plazo. (b) Cuantificar la ocurrencia y la colonización de ectomicorrizas, así como la diversidad de grupos de afinidad morfológica de N. pumilio según la edad de los individuos (desde plántulas hasta adultos) y a lo largo del tiempo (a corto plazo) y de determinar su rol en la regeneración natural del ecosistema disturbado. (c) Analizar diversos factores que influyen en el desarrollo y la ectomicorrización de plantas de N. pumilio desarrollándose en la tefra, así como en la diversidad de las comunidades fúngicas de la rizósfera en los sitios afectados mediante dos ensayos a campo. Para ello, se seleccionaron cuatro bosques puros de N. pumilio con diferente grado de severidad del disturbio producido por la erupción: CS, “Ceniza seco” bosque de N. pumilio con tefra y con la mayoría del estrato arbóreo muerto; CV-, “Ceniza verde sin sotobosque” bosque de N. pumilio con tefra, con la mayoría del estrato arbóreo vivo
y con poco sotobosque; CV+, “Ceniza verde con sotobosque” bosque de N. pumilio con tefra, con la mayoría del estrato arbóreo vivo y con sotobosque, y NA, considerado como “no afectado” bosque de N. pumilio sin tefra y con la mayoría del estrato arbóreo vivo.
Para el estudio de las comunidades vegetales (Capítulo 2), en los años 2016 y 2018 se
analizó: riqueza de especies vegetales, cobertura y diversidad del sotobosque, regeneración de N. pumilio, porcentaje de adultos muertos y verdes, cobertura del dosel arbóreo y se realizaron análisis químicos de los sustratos (tefra y suelo). En el sitio CS se encontraron 19 especies vegetales, siendo Ribes magellanicum la de mayor cobertura. En los sitios CV- y CV+ se encontraron 14 y 20 especies respectivamente, la mayor cobertura en ambos sitios la tuvo N. pumilio y ambos sitios presentaron la mayor densidad de plantas pequeñas de ésta especie, en comparación con los bosques NA y CS, respondiendo a la estrategia de “banco de plántulas” persistente en el sotobosque. El sitio NA presentó la mayor riqueza de especies vegetales (42), Gaultheria sp. tuvo la mayor cobertura y N. pumilio presentó la menor densidad de plantas pequeñas, en comparación con los sitios con tefra. La deposición de tefra redujo la riqueza y la abundancia de especies vegetales por el sepultamiento del sotobosque.
La presencia de micro-sitios y la capacidad de las especies vegetales de desarrollar raíces en la tefra son características clave para la colonización de la tefra. El dosel arbóreo de los sitios CV-, CV+ y NA presentó > 80 % de los árboles adultos vivos y mayor cobertura del dosel que el sitio CS (11,9 % de árboles vivos y 66 % de cobertura). Las características químicas de la tefra se modificaron a lo largo de los años en todos los sitios, en los tres sitios el P disminuyó y el pH aumentó entre 2016 y 2018. El N-Kjeldahl y el C orgánico no variaron en los sitios CS y CV+ y aumentaron en el sitio CV-.
En el Capítulo 3 se determinó la ocurrencia y cuantificación de ECM, así como también
la riqueza, abundancia y diversidad de los ectomorfotipos y se analizó el crecimiento de las plantas de N. pumilio del sotobosque. De los 180 individuos de N. pumilio analizados sólo 6 plántulas de 6 meses de edad de los sitios con tefra no tuvieron ECM (2 del sitio CS, 1 del sitio CV- y 3 del sitio CV+). Las plántulas de seis meses de los sitios con tefra presentaron menor colonización que las del sitio NA, en tanto que las plantas de 3,5 y 5,5 años mostraron valores similares entre los cuatro sitios, indicando la presencia de inóculo fúngico en la tefra capaz de colonizar las raíces. Se encontraron 11 ectomorfotipos; en los sitios con tefra predominan los ectomorfotipos relacionados con inicios de procesos de sucesión, diferentes de los del sitio NA. La riqueza e índices de diversidad de ectomorfotipos de los tres sitios con tefra fueron similares entre sí y menores a los del sitio NA. Entre los taxones fúngicos encontrados en las raíces de N. pumilio desarrolladas en tefra se destacan Tomentella ellisii y Thelephora terrestris (pioneras y presentes en sucesiones primarias). En los sitios NA, CV- y CV+ se observa un aumento progresivo de las variables morfométricas de N. pumilio (longitud y diámetro del tallo y de la raíz) conforme aumenta la edad. Esta diferencia puede deberse a una mejora en las condiciones ambientales en CV- y CV+ (mejor relación C/N, mayor colonización por ECM,
etc.) En CS las plantas de 3,5 años presentaron gran crecimiento y mayor a las de 5,5 años, posiblemente por el aumento de la competencia por los recursos al haber más cantidad de plantas en el sotobosque en 2018 en comparación con 2016.
El Capítulo 4 presenta una aproximación a la importancia de los factores que influyen
en el desarrollo y la micorrización de plantas de N. pumilio, así como la diversidad de las
comunidades fúngicas del suelo y la tefra en los sitios afectados por la deposición de tefra, para ello se realizaron dos ensayos a campo (EC). EC1: en el sitio CV- se trasplantaron plántulas de N. pumilio de 6 meses que crecían en la tefra en macetas con suelo del sitio. EC2: se trasplantaron plántulas de 6 meses cultivadas en vivero de 4 familias de semillas conocidas a los sitios CS, CV+ y NA. Luego de 1 año para el EC2 y luego de 1, 4 y 5 años para el EC1 se analizó el crecimiento y comportamiento micorrícico. Todos los individuos analizados presentaron ECM. En el EC1 las plantas en tefra presentaron un aumento de la colonización y riqueza de ECM a lo largo del tiempo, no así las de suelo. Las plantas en tefra tuvieron aumentos en longitud del tallo y de la raíz a lo largo de los años, sobre todo en el último año, 2018; en las de suelo de maceta los mayores valores fueron los de 2017. En el EC2 no se encontraron diferencias entre las diferentes familias de semillas. Tampoco se encontraron diferencias en la colonización por ECM entre sitios y la riqueza de las plantas de los sitios con tefra fue menor que la del sitio sin tefra. Estos resultados remarcan que la tefra es un sustrato diferente al suelo, en cuanto a diversidad y riqueza de inóculo fúngico.
En las zonas afectadas por la acumulación de tefra, se pudo notar un incremento tanto
en la diversidad como en la abundancia de las especies vegetales con el tiempo. La erupción del CVPCC y consiguiente deposición de tefra generó cambios significativos en la estructura y composición del sotobosque, debido a la extensión, cantidad y calidad del material depositado. Este fenómeno ha generado disminución en la diversidad de especies vegetales y sepultó el sotobosque original. Sin embargo, durante el curso de esta investigación, se pudo observar un proceso de sucesión y recolonización de las zonas afectadas, con incrementos en riqueza, abundancia y cobertura de especies vegetales.
La tefra permitió la germinación y crecimiento de las plántulas de N. pumilio, las cuales
son capaces de establecerse y desarrollarse en la tefra por más de cinco años. Su regeneración en los sitios afectados fue abundante, con presencia de “bancos de plántulas” destacando un proceso de sucesión activo. La presencia de árboles productores de semillas y baja competencia en el sotobosque son características importantes que determinan su abundante regeneración.
Las ectomicorrizas tienen un rol clave en el establecimiento y desarrollo de plantas
jóvenes de N. pumilio en bosques disturbados con deposición de tefra, afectando
positivamente su desarrollo. La ocurrencia de ectomicorrizas en casi todos los individuos
estudiados destaca la importancia de esta simbiosis para el desarrollo de N. pumilio. También indica, nuevamente, que el inóculo nativo ectomicorrícico se establece rápidamente en la tefra y es capaz de colonizar las raíces de N. pumilio, aunque con menor capacidad infectiva que el inóculo que puede encontrarse en el suelo de un bosque donde no se depositó tefra. La presencia de micorrizas nativas, adaptadas al ambiente local, mejoran el establecimiento y desarrollo de las especies forestales nativas con las que se relacionan. |
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