Atributos estructurales y funcionales de los ecosistemas áridos y semiáridos de la Patagonia y su relación con factores abióticos y el uso antrópico

Abstract

El avance de la desertificación es uno de los mayores problemas que afectan a la Patagonia argentina. El sobrepastoreo y las sequías recurrentes son las principales causas de la desertificación de esta región. De acuerdo a los modelos climáticos, la ocurrencia de sequías tenderá a agravarse en el futuro. Existe poca información acerca de los mecanismos que están detrás de las interacciones entre el cambio climático y la desertificación, así como sobre sus efectos sobre los ecosistemas patagónicos. Una mejor comprensión de estos aspectos ayudaría a monitorear los procesos de desertificación, proyectar sus cambios y estimar mejor sus impactos en el contexto de cambio climático en el que nos encontramos. El objetivo general de esta tesis fue analizar la relación entre la estructura y funcionamiento de los ecosistemas y su interacción con el clima y el uso antrópico (pastoreo) en los ecosistemas áridos de la Patagonia argentina. El estudio se realizó sobre 320 sitios de la red “Monitoreo Ambiental para Regiones Áridas y Semiáridas” (MARAS), establecida y mantenida por el INTA a partir del año 2007. Los principales hallazgos de esta tesis son: el índice NDVI derivado del sensor MODIS es un buen estimador la estructura (cobertura vegetal) y funcionamiento (indicadores de la funcionalidad del suelo) de los ecosistemas. La estructura de la vegetación explica una porción significativa y única de la variabilidad encontrada en la productividad primaria (PPNA) de los ecosistemas estudiados, que es tan importante como la explicada por el clima a escala regional. La ocurrencia de sequías produce una disminución de la PPNA de los ecosistemas patagónicos, cuya magnitud es mayor cuanto mayor es la severidad de la sequía y la temperatura del sitio. Los efectos de la sequía, no obstante, son atenuados por una mayor riqueza de especies y cobertura de arbustos. La riqueza de especies y la cobertura de pastos (especialmente de las especies palatables) tienen un efecto positivo sobre atributos funcionales del ecosistema como la PPNA y la eficiencia de uso de las precipitaciones. El pastoreo induce una disminución de la riqueza de especies y de la cobertura de pastos palatables, y no lleva a la arbustización del ecosistema. Los efectos del pastoreo sobre la estructura y funcionamiento de los ecosistemas tienden a converger con los efectos esperados que induciría el incremento de las condiciones de aridez como consecuencia del cambio climático

The advance of desertification is one of the major environmental problems affecting the Argentinian Patagonia. Overgrazing and recurrent droughts are the main drivers of desertification in this region. According to climate models, the occurrence of drought will increase in the future in drylands worldwide, including those from Patagonia. However, little is known on the mechanisms and interactions of climate change and desertification, and how they will affect the ecosystems of the Patagonian steppe. A better understanding of these aspects can help to monitor desertification processes, project their changes and assess their impact under climate change. The objective of this thesis was to analyze the relationship between structural and functional attributes of ecosystems and their interaction with climate and anthropogenic use (grazing) in dryland ecosystems from Argentinian Patagonia. The study was conducted on 320 sites of the MARAS (acronym of “Monitoreo Ambiental para Regiones Áridas y Semiáridas”) network, installed and maintained by INTA researchers since 2007. The main findings found were: The NDVI index derived from MODIS sensor is a good estimator of structural (plant cover) and functional (surrogates of soil functioning) attributes of ecosystems. Vegetation structural attributes such as species richness and cover explained a significant and unique portion of the variability found in ecosystem functioning at the regional scale, which is as important as that explained by climate. The occurrence of drought causes a decrease in the primary productivity of ecosystems, which is higher as temperatura and drought severity increase. Drought effects were attenuated in those sites having higher species richness and shrub cover. Species richness and grass cover (especially palatable species) had a positive effect on functional attributes of the ecosystem such as primary productivity and precipitation-use efficiency. Grazing decreased species richness and the cover of palatable grasses and did not promote shrub encroachment. The effects of grazing on the structure and functioning of ecosystems converged with the expected effects induced increasing aridity due to ongoing global climate change.