Efecto del fuego en el Banco de Semillas de Especies Leñosas Nativas del Chaco Occidental de Argentina - Ibáñez Moro, Amalia Valeria (2022)
El fuego es una perturbación natural que contribuye al modelado de la vegetación en muchos sistemas forestales del mundo. En los bosques del Chaco los incendios forestales y las inundaciones se consideran importantes perturbaciones naturales responsables del modelado del paisaje. Desde el último siglo, la frecuencia de incendios ha aumentado debido a las actividades humanas relacionadas a cambios en el uso de la tierra y la deforestación. Estos factores traen como consecuencia cambios en el régimen de incendios, dando lugar a una situación en la que el fuego podría convertirse en una amenaza para muchas comunidades boscosas y la diversidad que contienen. En este sentido, los bancos de semillas cumplen un rol fundamental, ya que son la reserva de semillas maduras viables que contribuyen de manera significativa a la recuperación de las poblaciones de plantas luego de un disturbio, asegurando el reclutamiento de nuevos individuos, el mantenimiento de una fuente de variabilidad genética y la potencialidad de colonización de nuevas áreas. La mayoría de los estudios sobre el efecto del fuego en el banco de semillas del suelo se han focalizado en comunidades de plantas, y hasta el momento son muy pocos los estudios centrados a nivel especie en comunidades de leñosas en ecosistemas áridos y semiáridos. La presente tesis tuvo como objetivo general evaluar el efecto del fuego en el banco de semillas de seis especies leñosas nativas representativas de los estratos del dosel, intermedio y arbustivo de bosques del Chaco semiárido, mediante: a) la caracterización del tamaño y la persistencia de los bancos de semillas del suelo de las especies seleccionadas, y de los rasgos funcionales de sus unidades de dispersión; b) el análisis del efecto del shock térmico en la germinación y supervivencia de las semillas de las especies en estudio, considerando la dormición como un rasgo funcional importante para la protección del embrión frente al calor; y c) la evaluación del reclutamiento a campo de las especies seleccionadas luego de quemas experimentales (QE) y con propágulos distribuidos de manera diferencial en el perfil del suelo (hojarasca y suelo). El área de estudio se ubicó en la región del Chaco Occidental de Argentina, caracterizada por un clima semiárido, marcadamente estacional. Los sitios de estudio se ubicaron dentro de la Estación Experimental Francisco Cantos, perteneciente al Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, ubicado a 28 km de la ciudad capital de la Provincia de Santiago del Estero. Dentro del mismo se identificaron mediante imágenes satelitales dos comunidades de bosques con diferentes historias de uso: a) bosque sin perturbaciones durante las últimas cuatro décadas, el cual fue considerado bosque conservado (BC) y b) bosque disturbado con aplicaciones de fuego prescrito y/o experimental y rolado, 8 años antes del muestreo (BFR). Dentro de cada tipo de bosque se emplazaron las parcelas experimentales donde se localizaron y georreferenciaron ejemplares maduros de las diferentes especies para la evaluación del tamaño de bancos de semillas del suelo BSS (número de semillas viables.m-2). De los árboles marcados se obtuvieron muestras para estudios de los rasgos funcionales de sus unidades de dispersión (forma y tamaño), para las evaluaciones de tolerancia al shock térmico y de reclutamiento a campo. Las unidades de dispersión utilizadas para la caracterización de los rasgos funcionales y para los ensayos de laboratorio y quemas experimentales a campo se extrajeron de ejemplares situados en el BC. Una de las fortalezas del diseño experimental fue el análisis de la viabilidad del material ensayado y de la variación interanual de este rasgo en las especies estudiadas. Se analizó la viabilidad de las semillas mediante la prueba de tetrazolio y se generaron los mapas topográficos para cuatro de las seis especies leñosas evaluadas. Los ensayos para evaluar el efecto de shock térmico (80°, 110, 140, 170°C) sobre la germinación y supervivencia, consideraron en su diseño experimental la evaluación de material control y escarificado, lo que permitió identificar o confirmar la dormición física, según las especies. Así también, este trabajo contempló por primera vez el análisis de curvas de supervivencia para especies leñosas nativas del Chaco, lo que permitió una mejor valoración de la dinámica temporal del proceso germinativo. Los ensayos con quemas experimentales, con cargas de combustibles controladas y con propágulos en diferente posición en el sustrato, permitieron evaluar la respuesta germinativa a campo, frente a un disturbio de intensidad conocida (mediana a baja intensidad), lo que mejoró sensiblemente la interpretación de resultados observados en laboratorio. Así también, la evaluación del reclutamiento en los dos tipos de bosques analizados en esta tesis, conociendo la estructura de la vegetación en pie y la de los renovales, luego de dos años de haberse realizado las QE, permitió realizar una síntesis de los efectos del fuego sobre la regeneración por semillas. Los resultados mostraron que todas las especies forman BSS aunque con tamaño y persistencia variables según las especies. Los rasgos funcionales de forma y tamaño de las unidades de dispersión influyen en la capacidad de enterramiento de las semillas y en la persistencia de BSS. Las especies con mayor tamaño de BSS, viabilidad y potencialidad de enterramiento fueron V. aroma y N. nigra, lo que sugiere persistencia a mediano plazo. El tamaño de BSS de A. quebracho-blanco, S. lorentzii y S. mistol fue significativamente menor que para las especies antes mencionadas, y sin diferencias significativas entre ellos. Sus propágulos presentan baja potencialidad de enterramiento (Índice de forma) y bajos porcentajes de viabilidad (menores al 30%), lo que permite suponer persistencia a corto plazo. S. gilliesii es la especie de menor tamaño de BSS; su baja potencialidad de enterramiento sugiere también persistencia a corto plazo. Los ensayos de laboratorio demostraron que el endocarpo leñoso de los frutos S. lorentzii, S. mistol y N. nigra no protegieron a los embriones de los efectos del shock térmico y que estos tratamientos tampoco rompieron la dormición impuesta por el endocarpo del fruto. Sin embargo, la respuesta de dos de las especies analizadas, N. nigra y V. aroma, frente a los tratamientos de calor denotan que la cubierta dura que poseen influyó en la protección del embrión, como así también en el retraso de la germinación. En cuanto a las QE a campo, los resultados reflejaron en parte los resultados del análisis de laboratorio. El paso del fuego demostró ser letal cuando los propágulos se encuentran en la superficie del suelo, para la mayoría de las especies leñosas evaluadas. Con los propágulos incorporados al suelo, N. nigra y V. aroma mostraron mayor reclutamiento a campo que el resto de las especies estudiadas, excluyendo en este análisis a A. quebracho-blanco, cuyas semillas no logran incorporarse al suelo. La mayor tolerancia al fuego de estas dos Fabáceas podría atribuirse a la dormición, al alto contenido de humedad de sus semillas y a las cubiertas seminales duras que brindan protección al embrión. El mayor reclutamiento observado en estas especies en las parcelas quemadas sugiere una estimulación por el aumento de las temperaturas dentro del suelo, reflejando diferente comportamiento a campo que en laboratorio. S. lorentzii, S. mistol y S. gilliesii mostraron bajo reclutamiento (menor al 20%) aunque sin diferencias significativas respecto a los controles. La dormición impuesta por el pericarpo del fruto en las dos primeras puede haber limitado la imbibición y la germinación durante el desarrollo del ensayo. La evaluación del reclutamiento de las especies estudiadas, dos años posteriores a las QE, indicaron diferencias respecto a las evaluaciones a corto plazo (9 meses desde las QE). Las especies con mayor reclutamiento fueron A. quebracho-blanco y S. gilliesii tanto en BC como en BFR; S. mistol y V. aroma no presentaron reclutamiento en ninguno de los tipos de bosque estudiados. S. lorentzii solo presentó reclutamiento en BC y N. nigra solo en BFR. Estos resultados parecen indicar que las áreas disturbadas por fuego y rolados, generan un ambiente propicio para el arribo de propágulos provenientes de sitios aledaños (especies anemócoras) y del aporte de la fructificación post-disturbio de la vegetación en pie (autócoras o barocoras), reflejando además que los BSS de las especies estudiadas son de carácter persistente a corto plazo. La falta de reclutamiento de S. lorentzii en bosques con disturbios, refleja la existencia de requerimientos germinativos particulares para el crecimiento de plántulas en esta especie. La ausencia de reclutamiento de V. aroma, la especie de mayor tolerancia al fuego y de mayor tamaño de BSS, parece indicar importantes pérdidas de semillas por depredación y que las variables ambientales actúan como factores determinantes de la germinación y el crecimiento de las plántulas. Los resultados de esta tesis contribuyen significativamente a la comprensión de la regeneración natural de seis especies de leñosas nativas representativas de los diferentes estratos de los bosques del Chaco semiárido. Las diferencias observadas en la tolerancia a disturbios sobre todo entre las especies del dosel sugieren la necesidad de manejo forestal diferenciado para facilitar la regeneración por semillas y el mantenimiento de la diversidad genética. Las especies pioneras del estrato intermedio y/o arbustivo N. nigra y V. aroma, poseen mayores aptitudes para la regeneración por semillas en escenarios con fuego. Las especies del dosel (A. quebracho-blanco y S. lorentzii) y algunas del piso intermedio y/o arbustivo S. mistol y S. gilliesii pueden ver comprometida su regeneración por semillas en estos ambientes, lo que podría indicar el riesgo del uso de quemas prescritas como herramienta de manejo. La alternativa podría ser un manejo cuidadoso de la frecuencia de fuegos para permitir el establecimiento de regeneración por semillas en estas especies y así mantener sus poblaciones con niveles adecuados de diversidad genética. Esto representa un aspecto clave, sobre todo en escenario de cambios en el uso de la tierra y deforestación.