Efecto de la exclusión de ganado doméstico sobre la estructura y funcionalidad de una comunidad vegetal en el bosque chaqueño semiárido

Abstract

El efecto del pastoreo por ganado en las comunidades vegetales es un tópico que ha sido estudiado en diversos ecosistemas del mundo. La mayoría de los estudios sobre el efecto del ganado se han focalizado principalmente en sistemas de pastizales o sabanas y son comparativamente pocos los estudios en ecosistemas forestales, más aún en bosques secos de las zonas áridas y semiáridas del mundo. El Gran Chaco, el segundo bosque más importante de Sudamérica después del Amazonas, se encuentra amenazado por la pérdida y degradación de sus ecosistemas debido al avance de la frontera agropecuaria. Además, en los parches de bosques remanentes se practica la ganadería de manera extensiva, y poco se conoce sobre el impacto que ocasiona sobre el ambiente. El objetivo general de esta tesis fue evaluar la relación entre el ganado y distintos atributos de la estructura y funcionalidad de una comunidad vegetal del sotobosque en el bosque chaqueño semiárido Argentino. Particularmente, se evaluó el efecto de la exclusión del ganado (entre 7 y 9 años) sobre 1) la riqueza, abundancia y diversidad específica de arbustos, suculentas y hierbas, 2) la estructura horizontal y vertical de la vegetación, la cobertura y dureza del suelo, 3) los rasgos funcionales de respuesta al pastoreo de especies dominantes de arbustos, hierbas y renovales arbóreos, 4) la regeneración de especies arbóreas por medio de la riqueza, densidad, diámetro de base y altura de renovales y 5) la biomasa y productividad primaria neta aérea de hierbas y de especies dominantes de arbustos. El estudio se desarrolló en el Parque Nacional Copo (Santiago del Estero, Argentina), donde se practica la cría de ganado vacuno y caprino desde 1950 aproximadamente. En el 2007 se instalaron en el bosque 5 exclusiones al pastoreo de 50 x 50 m, siguiendo un diseño en bloques completos al azar, con dos tratamientos: excluido y pastoreado. Los muestreos se realizaron durante 3 años consecutivos (2014, 2015 y 2016) en estaciones húmeda y seca. En general, los resultados indicaron que luego de un periodo de exclusión del ganado de 7-9 años: 1) aumentó la riqueza y cobertura de gramíneas; 2) aumentó la densidad vegetal sólo en el estrato bajo del sotobosque (hasta 0,5 m) y aumentó la cobertura del suelo; 3) aumentó en algunas especies el área foliar, el contenido foliar de materia seca, el área foliar específica, la altura de la planta y de la inflorescencia, y el largo de las ramificaciones secundarias; por otro lado, disminuyó el largo de espinas y de ramas de Acacia praecox y, finalmente, 4) aumentó la altura de los renovales de S. lorentzii. En los demás atributos medidos para cada objetivo, no hubo diferencias significativas entre zonas excluidas y pastoreadas. En conclusión, de 51 variables medidas, se encontraron diferencias en 16. La estructura de la comunidad vegetal no mostró grandes cambios al excluir el ganado por un período de 7-9 años. La preferencia del ganado por el ensamble de gramíneas estaría explicando los cambios encontrados en riqueza y cobertura de pastos, mientras que la acción mecánica del tránsito de los animales explicaría la mayor proporción de suelo desnudo y la menor complejidad del estrato bajo del sotobosque en las zonas pastoreadas. Los cambios principales se observaron a nivel de rasgos individuales específicos, evidenciando la existencia de plasticidad fenotípica promedio dentro de una misma especie en respuesta al pastoreo. Los estudios del efecto del ganado sobre las comunidades vegetales no sólo deberían tener en cuenta medidas estructurales como riqueza, abundancia y diversidad de especies, sino también considerar cambios a nivel funcional, como la variación de rasgos funcionales de las especies dominantes. Analizando los resultados globalmente, se propone que el bosque chaqueño semiárido (a la carga animal del área de estudio de 850 EV) presenta cierta resiliencia a la presión ganadera. Esta resiliencia estaría dada por la presencia de rasgos físicos de las plantas de tolerancia al pastoreo adquiridos evolutivamente por la historia de herbivoría y las condiciones de productividad del ambiente, sumado además a la capacidad de ciertas especies de responder en el corto plazo a la presión de herbivoría mediante la plasticidad fenotípica de ciertos rasgos funcionales.

The effect of livestock grazing on plant communities is a topic studied in diverse ecosystems of the world. However, most of these studies were mainly focused on grasslands or rangelands systems. There are few studies in forest ecosystems, especially in dry forests of arid and semi-arid areas of the world. The Gran Chaco, the second most important forest in South America after the Amazon, is threatened by the loss and degradation of the ecosystem due to the advance of the agricultural frontier. In addition to this, in the remnant forest patches, local residents practice extensive livestock farming, and little is known about its impacts on the environment. The general objective of this thesis was to evaluate the relationship between livestock and attributes of structure and functionality of an understory plant community in the semi-arid Argentinean Chaco forest. Particularly, it was evaluated the effect of livestock exclusion (between 7 and 9 years) on 1) the richness, abundance and specific diversity of shrubs, succulents and herbaceous plants, 2) the horizontal and vertical structure of the vegetation, the coverage, and hardness of the soil, 3) functional traits of response to grazing of dominant species of shrubs, herbaceous and saplings of tree species, 4) regeneration of saplings of tree species by means of richness, density, diameter at the base and height and, 5) biomass and aerial net primary productivity of herbaceous and dominant species of shrub. The study was carried out in the Copo National Park (Santiago del Estero, Argentina), where cattle and goat breeding are practiced since about 1950. In 2007, 5 exclosures of 50 m x 50 m were installed in the forest, following a design of complete blocks at random, with two treatments: Excluded and Grazed. The samplings were carried out in 3 consecutive years (2014, 2015 and 2016) in wet and dry season. In general, the results indicated that the livestock exclusion for a period of 7-9 years: 1) increased the richness and coverage of grasses; 2) increased the plant density only in the low understory stratum (up to 0.5 m) and increased soil cover; 3) increased in some species the foliar area, the leaf dry matter content, the specific foliar area, the height of the plant and the inflorescence, and the length of the secondary ramifications; on the other hand, the length of the spines and branches of Acacia praecox decreased; finally 4) increased the height of the saplings of Schinopsis lorentzii. In the other attributes measured for each objective, there were no significant differences between excluded and grazed areas. In conclusion, of the 51 variables measured, differences were found in 16. The structure of the plant community did not show great changes when livestock was excluded for a period of 7-9 years. The preference of the livestock for the assembly of grasses would explain the changes found in richness and grass cover, while the mechanical action of walking animals would explain the greater proportion of bare soil and the lower complexity of the understory in the understory grazed. The main changes were observed at the level of individual trait, evidencing the existence of phenotypic plasticity in response to grazing. Studies of the effect of domestic livestock on plant communities should not only take into account structural measures such as species richness, abundance, and diversity but should also consider changes at the functional level, such as the variation of functional traits of dominant species. Analyzing the results globally, we propose that the semi-arid Chaco forest (with the current stocking rate of the 850 EC) presents some resilience to livestock pressure. This resilience is given by the presence of physical traits of grazing tolerance plants. Probably, these traits were acquired evolutionarily by the history of herbivory and the conditions of environmental productivity, and also to the capacity of certain species to respond in the short term to the pressure of herbivory through the phenotypic plasticity of certain functional traits.