Dinámica de la regeneración, estructura vertical y horizontal en bosques de Polylepis tarapacana Philippi en diferentes gradientes ambientales de Argentina

Abstract

Los bosques y arbustales de Polylepis sp (Rosaceae) habitan en ecosistemas de montaña a lo largo de los Andes del norte y centrales, desde Venezuela hasta Argentina. Se distribuyen en diversos hábitats desde bosques cálidos y húmedos hasta altas montañas frías y secas, constituyendo uno de los treeline alpinos más altos del mundo. Este género se encuentra compuesto por 45 especies de árboles siempreverdes adaptados a contrastantes condiciones de temperatura y humedad y presenta una alta plasticidad morfológica. Dentro del género en Argentina se encuentran identificadas cinco especies representando su distribución más austral, de las cuales Polylepis tarapacana Phil. forma bosques y arbustales dispersos desde 4100 hasta su límite superior de 5000 m s.n.m. En la presente tesis doctoral se trabajó con Polylepis tarapacana, y su objetivo fue evaluar la dinámica de la regeneración, la estructura vertical y horizontal de bosques y arbustales de esta especie en diferentes gradientes ambientales, identificando el impacto antrópico sobre su estructura. El área de estudio abarcó la región altoandina del norte de Argentina en el sector centro-norte de la provincia de Jujuy y norte de Salta (Sierra de los Cobres) en elevaciones superiores a los 4100 m s.n.m. Se realizó la digitalización del contorno de la superficie de las formaciones de P. tarapacana en el altiplano argentino, y se la relaciono con factores topográficos (elevación, pendiente y exposición), climáticos (precipitación y temperatura), geográficos (zonas de vida) y de vegetación (NDVI) (Capítulo 2). Se caracterizó la estructura horizontal y vertical de los bosques y arbustales de P. tarapacana y su relación con los 7 factores ambientales, el tipo de sustrato y el impacto antrópico teniendo en cuenta la erosión, extracciones, quema, residuos y la presencia y cercanía de pueblos o caminos, para identificar los óptimos ambientales para la especie en el altiplano argentino. Se trabajó con 96 parcelas rectangulares de superficie variable, donde se registró el diámetro en la base (DAB), la altura (H), dos diámetros de la copa del individuo, la vitalidad y se identificó la forma de vida de cada individuo. Se calculó la densidad arbórea, la cobertura de copa, la altura media dominante, el área de la copa del individuo y la relación de copa para describir la estructura arbórea horizontal (Capítulo 3). Se caracterizó la cobertura y riqueza de plantas asociadas de los bosques y arbustales de P. tarapacana y se relacionaron con las variables topográficas, climáticas, geográficas, de vegetación, estructura arbórea, características de suelo e impacto antrópico para poder determinar su influencia en la riqueza y porcentaje de cobertura de las especies asociadas (Capítulo 4). Se determinó la producción, biometría y germinación de frutos de P. tarapacana, evaluando la influencia del tamaño y forma de vida del individuo en la producción de frutos y la influencia de la elevación y pendiente en la producción, biometría y germinación sometidos a un tratamiento de estrés hídrico. Los frutos se recolectaron teniendo en cuenta el gradiente de elevación y se separaron por peso. Se realizaron experimentos de germinación para evaluar los efectos del peso del fruto con la elevación y el estrés por sequía (estrés osmótico). Se realizó la biometría de los brotes germinados y se hizo un seguimiento para determinar la fecha de aparición de hojas verdaderas y/o la muerte de la plántula hasta 150 días con posterioridad al repique, para analizar la supervivencia en condiciones de privación de nutrientes (Capítulo 5). Se evaluó la respuesta de los renovales de P. tarapacana a los sitios seguros y para ello se analizó tanto la facilitación dada por las variables topográficas, de estructura arbórea, tipos de sustratos y micrositios, como así también las limitaciones que generan los impactos antrópicos en el establecimiento y crecimiento de renovales de P. tarapacana. Se utilizó la densidad de renovales por hectárea relacionando estos valores con la elevación, la exposición y la pendiente del terreno. También se evaluó el crecimiento en altura de los renovales, y se identificaron los micrositios donde se encontraban instalados. Asimismo, se caracterizó la variabilidad del tipo de sustrato presentes en cada uno de los sitios de muestreo y se registró el impacto antrópico (Capítulo 6). Existen 8519.8 ha cubiertas por bosques y arbustales de P. tarapacana en el altiplano argentino, ocupando un amplio gradiente de condiciones ambientales, con marcadas preferencias. Las mayores áreas ocupadas por estas formaciones se encontraron en elevaciones intermedias (entre los 4400 y 4500 m s.n.m.), pendientes entre 18° y 24°, exposiciones principalmente N y NE, áreas con temperaturas medias anuales bajas, precipitación anual intermedia, y valores de NDVI de intermedios a altos. Los resultados evidenciaron una predominancia de individuos de pequeñas dimensiones, con buena vitalidad y diferenciados en cuatro formas de vida, dos monofustales denominadas arborescente (Ar) y árbol enano (Dt), y dos multifustales, arbusto (Sh) y brousse tigrée (Bt). Los bosques y arbustales de P. tarapacana presentaron un amplio rango de densidad y cobertura de copa, lo que indica una baja ocupación del área. Los individuos de mayor DAB y H se encuentran predominantemente en elevaciones altas, en pendientes suaves, en exposiciones norte, temperaturas bajas y precipitaciones moderadas y el sustrato suelo desnudo y presencia de monocotiledóneas y dicotiledóneas, un buen sector para el desarrollo de los bosques y arbustales. Se registró una flora acompañante diversa (111 especies), de baja cobertura, principalmente conformada por especies de la familia Poaceae que crecen en matas, familias Fabaceae y Asteraceae de porte arbustivo y Apiaceae que forman plantas en cojín. Se encontraron especies asociadas a P. tarapacana que presentaron correlaciones significativas con gradientes de variables geográficas, topográficas y de estructura arbórea. Se estimó una producción promedio de 811 frutos por individuo por año, influenciada por el tamaño de los individuos y su forma de vida, donde individuos con mayor DAB y H, y de forma Dt, presentaron una mayor producción de frutos. Se encontró una correlación positiva entre el peso de frutos y la elevación y a su vez, los frutos más pesados presentaron mayor porcentaje de germinación, mientras que el porcentaje de germinación fue mayor en elevaciones bajas. Los frutos más pesados generaron brotes más pesados y largos, lo que resalta la importancia de la masa de los frutos como un indicador de la calidad de la semilla y su capacidad para generar plántulas vigorosas. Frente al estrés osmótico, la germinación de frutos de P. tarapacana mostró una disminución significativa (a menos de la mitad) considerando tanto el origen de elevación como el peso del fruto. Además, el estrés osmótico generó menor formación de brotes y mayor mortalidad. Por último, los bosques y arbustales de P. tarapacana muestran una densidad de renovales baja, con una baja ocupación en contraste con la estructura de árboles y arbustos de P. tarapacana. La mayor densidad de renovales se encontró en elevaciones superiores y pendientes suaves, y en áreas con árboles y arbustos de P. tarapacana de mayor tamaño. Los micrositios más propicios para el establecimiento de renovales fueron el suelo en contacto con las rocas (BR) y el que se encuentra protegido por debajo de rocas (SBR). Por otro lado, los tipos de sustratos más abundantes en los bosques y arbustales de P. tarapacana fueron Greda, BR y Suelo desnudo y la densidad de renovales también varió en función de la disponibilidad de estos sustratos, siendo más alta en lugares con mayor porcentaje de BR y SBR, evidenciando la importancia de estos sitios seguros para la instalación y desarrollo de plántulas. Los resultados de esta tesis contribuyen al conocimiento de una región escasamente estudiada desde la perspectiva de la interacción ambiente-planta y aporta información sobre la ecología de P. tarapacana y los factores que limitan su crecimiento y distribución en el límite altitudinal arbóreo.