Claves ecológicas para la restauración de un pastizal natural invadido por Pinus Halepensis

Abstract

La invasión de ambientes de pastizal por especies leñosas implica la adición de un taxón y de una forma de vida nueva o poco frecuente, provocando impactos sobre la estructura y función de estos ecosistemas. El Parque Provincial Ernesto Tornquist (PPET) en la Sierra de la Ventana (Buenos Aires) constituye uno de los escasos relictos de pastizal pampeano en relativo buen estado de conservación. Pinus halepensis (pino de Alepo), especie de origen mediterráneo, ha conse-guido establecerse y avanzar exitosamente sobre diversos ambientes de la reserva y en pastizales aledaños. El impacto asociado a su expansión determinó que se iniciara un plan de control mecánico para el manejo de la especie. En esta tesis se estudiaron aspectos ecológicos clave relacionados al proceso de invasión del pino de Alepo en complemento con el monitoreo de la recuperación luego del control de las áreas afectadas. Los objetivos específicos fueron: (1) analizar as-pectos de la ecología reproductiva de P. halepensis que resul-ten clave para el proceso de expansión, (2) evaluar el efecto del fuego y la presión de propágulos sobre el establecimiento de pinos y (3) describir la recuperación del pastizal luego del control de los pinos y en respuesta a accione complementa-rias de restauración. Mediante la combinación de muestreos a campo y experimentos al aire libre y en laboratorio se deter-minó la edad reproductiva mínima, la producción, liberación y potencial germinativo de las semillas, el período derecluta-miento y la supervivencia de las semillas en el suelo. Se des-cribió la estructura etaria de dos stands de pino con diferente historia de invasión y se reconstruyeron los eventos de co-lonización luego de los incendios que les dieron origen. Se desarrollaron relevamientos de vegetación para caracterizar variables de recuperación de la estructura y composición de la vegetación luego de acciones de corte total y parcial y de acciones complementarias sobre las áreas clareadas(remoción de acículas, disturbio superficial del suelo, agregado de sue-lo). La edad reproductiva mínima fue estimada en cinco años; los picos de liberación de semillas ocurrieron en verano, con un promedio de 103,9 semillas por cono; el porcentaje de germinación fue del 90%, el peso de las semillas de 27,9 mg; la densidad de semillas sanas en el suelo fue de 61,9 semillas/m2 en verano, decreciendo a 10,7 semillas/m2 en primavera y permaneciendo viables en el suelo por menos de un año. Todas estas variables resultaron semejantes a los valores citados para el área nativa de la especie, excepto el peso de las semillas y la densidad de semillas en el suelo, que resultaron mayores en el PPET, reflejando posibles ventajas relacionadas con el éxito de establecimiento y el escape de depredadores naturales. A doce años del incendio de 1987 la densidad de pinos alcanzó 5500 árboles/ha y la estructura etaria del stand mostró un reclutamiento continuo luego del fuego, muy leve durante los tres primeros años y más marca-do en los siguientes. También se observó un reclutamiento continuo de renovales tras el incendio de 2003, donde la distancia a las fuentes de semillas determinó diferencias en la densidad de pinos establecidos. A casi dos años del control de pinos las áreas clareadas exhibieron aumentos en la cobertura total de la vegetación y en la riqueza específica, sin encon-trarse variaciones importantes asociadas a los tratamientos complementarios sobre el suelo. La cobertura de plantas exóticas mostró un pico temporario luego de la tala de pinos pero se redujo luego a expensas del incremento en la abun-dancia de especies nativas. Durante el período de estudio no se pudo observar una recuperación del pH del suelo a los valores correspondientes a pastizales no invadidos. Aún consi-derando el corto periodo de monitoreo, los resultados obtenidos resaltan la capacidad de recuperación espontánea del pastizal pampeano serrano luego del control de los pinos. La implementación de acciones tempranas de control que alcancen la totalidad del área afectada permitiría neutralizar un problema que aparece como una de las principales amenazas para la biodiversidad y los servicios ecológicos de este ambiente.

Invasion of grasslands by woody plants implies not just the addition of a new taxa but also of a new or at least of a formerly scarce life-form, leading to sound changes on ecosystem structure and functioning. Ernesto Tornquist Provincial Park (ETPP) in Ventania Mountains (Buenos Aires) is one of the scarce relicts of pampean grasslands in a relative good conservation status. Pinus halepensis (Aleppo pine) is a Mediterranean species that has managed to establish and spread over different habitats in this reserve and in adjacent areas. The impact associated to its expansion motivated a management plan based on mechanical control. This thesis covers key ecological features related to the invasion process complemented with the monitoring of the recovery of natural grasslands after the felling of the trees. Specific objectives included: (1) to analyze characteristics of the reproductive biology of P. halepensis that are central for understanding its expansion, (2) to evaluate the effects of wildfires and of propagule pressure on the establishment of pines, and (3) to describe the recovery of grasslands after clearing invaded areas and also under different complemen-tary restoration actions. Field survey and experiments developed both at the reserve and in a laboratory were combined to assess age at first reproduction, seed produc-tion, release and germination potential, the timing of the recruitment and the survival of seeds in the soil. Age structures of two stands with different invasion history were described to understand the colonization process that origina-ted them both after wildfires. Vegetation surveys were conducted to describe the recovery of the structure and composition of plant communities after complete and partial tree clearance, and following different complementary actions (removal of pine needles, mechanical soils disturbance, and addition of top-soil). First reproduction was estimated at five years old; seed release peeked in the summer, with a mean of 103.9 seeds per cone; germination percentage was 90%, seeds weight 27.9 mg; the density of whole seeds in the soil was 61.9 seeds/m2 in the summer, decreasing to 10.7 seeds/m2 in the spring and loosing viability in less than a year time. All these variables were similar to those reported for the species in its native range, except for seed weight and density in the soil that were greater at ETPP, representing potential advantages related to greater establishment success and predators release. Twelve years after the 1987 fire, pines density reached 5500 trees/ha with an age struc-ture showing a continuous recruitment after fire, particularly low in the first three years but increasing in the following ones. A continuous recruitment was also noted after the 2003 fire, with a clear relationship between plant densities and distance from seed sources. About two years after controlling pines cleared areas showed increments in total vegetation cover and in species richness, with no significant differences associated to the complementary restoration actions that were tested. Percentage cover of alien plants showed a temporary peak after felling the trees but this was later reverted by an increase in the abundance of native plants. A recovery in soil pH to figures typical of non-invaded grasslands was not noticeable during this study. Even considering the short monitoring time, the results obtained in this thesis highlight the capacity of spontaneous recovery of mountain grasslands after controlling invasive pines. The implementation of early control actions covering all the area affected by the invasion of alien pines could neutralize a problem that appears as one of the main threats for the conservation of the biodiversity and ecological services of this ecosystem.