¿Cómo varían los ciclos biogeoquímicos debido al aprovechamiento forestal en bosques de Nothofagus pumilio de Tierra del Fuego?

Abstract

En Tierra del Fuego, los bosques de Nothofagus pumilio (lenga) han sido aprovechados desde principios de la colonización europea. Estos bosques constituyen el principal recurso maderero de interés comercial en el sur de Chile y Argentina. El objetivo general de esta tesis fue evaluar la posible alteración de los ciclos biogeoquímicos en bosques de lenga de Tierra del Fuego debido al aprovechamiento forestal mediante retención variable (RV) luego de 1 y 5 años del aprovechamiento en relación a bosques primarios sin intervención (BP). El área de muestreo se ubicó en la Ea. Los Cerros situada en la región ecológica del Ecotono de la Isla Grande de Tierra del Fuego. El diseño de campo consistió en seleccionar parcelas permanentes en los bosques de lenga aprovechados mediante RV y en BP. Dentro de los bosques aprovechados, se analizó la Retención Dispersa (RD) y la Retención Agregada (RA) y los tiempos desde el aprovechamiento (1 y 5 años), obteniéndose 4 tratamientos: RD1; RA1; RD5 y RA5. Las variables analizadas en esta tesis incluyeron características físicas (densidad aparente y contenido volumétrico de agua) y químicas (pH, contenido total de nutrientes y capacidad de intercambio catiónico) del suelo; características de la vegetación (estructura forestal y sotobosque); descomposición y liberación de nutrientes de la hojarasca; disponibilidad, mi-neralización e inmovilización del nitrógeno del suelo y parámetros microbiológicos (biomasa y respiración microbianas). En el sitio de reciente corta (RD1) se vieron afectadas todas las propiedades físicas del suelo. A los 5 años de producida la intervención estos cambios fueron reestablecidos a sus valores normales. Las propiedades químicas del suelo no se vieron afectadas significativamente. Los sitios evaluados se trataron de bosques maduros con similares características forestales y la estructura se vio afectada en las RD. Asimismo, la cobertura del suelo y la composición del sotobosque se vieron modificadas de acuerdo el sitio. En RD5 se observó un incremento considerable en la cobertura del sotobosque, una mayor riqueza de especies y una gran abundancia de monocotiledóneas. No hubo pérdidas significativas en el primer mes del ensayo de materia orgánica remanente para ninguno de los sitios de estudio, manifestando una disminución recién a partir del tercer mes de incubación. Las tasas modeladas de descomposición mostraron una disminución a partir de los 12 meses de descomposición. Los sitios con RD presentaron tasas más altas de descomposición al comienzo del ensayo. La concentración de macronutrientes tuvo la siguiente secuencia decreciente: Ca>N>K>Mg>P. No se encontró que la intervención forestal haya afectado ni provocado un cambio en la dinámica de los nutrientes. Se pudieron diferenciar dos grupos: los nutrientes fácilmente mineralizables (K, Mg y P) y los nutrientes menos mineralizables (Ca y N). En todos los sitios se encontró un comportamiento cíclico del N. La disponibilidad de N no se vio afectada por al aprovechamiento forestal. Los contenidos de NH+4 tanto disponible como mineralizados fueron mayores a los de NO-3. Se detectó un aumento en la mineralización acumulada a campo en RD1. No se encontró un efecto claro de la intervención forestal sobre la mineralización potencial del N que fue mayor a la de campo. RD5 presentó los valores más bajos en biomasa y respiración microbianas, estos parámetros variaron estacionalmente en las RV, pero no en BP. El presente trabajo entrega evidencia de varios procesos ecosistémicos que han sido poco estudiados o que no han sido evaluados con anterioridad en bosques de lenga aprovechados mediante RV, lo cual a su vez permite profundizar el conocimiento sobre la dinámica de nutrientes en los bosques nativos de Tierra del fuego. Aspectos claves que deberían ser tenidos en cuenta en los planes de manejo forestal de la región.

In Tierra del Fuego, Nothofagus pumilio (lenga) have been exploited since the beginning of European colonization. These forests are the main commercial timber resource in southern Chile and Argentina. The main objective of this thesis was to evaluate the possible alteration of biogeochemical cycles in lenga forests in Tierra del Fuego due to variable retention (RV) logging after 1 and 5 years of use in relation to forests without intervention (BP). The sampling area was located in the Ea. Los Cerros located in Ecotone ecological region of the island of Tierra del Fuego. Field experimental design was carried out by delimiting permanent parcels in lenga forests harvested with RV and in BP. In logged forests, factors were: Dispersed Retention (RD) and Agregated Retention (RA) and the time from harvesting (1 and 5 years), yielding 4 treatments: RD1, RA1, RD5 and RA5. The variables analyzed in this thesis included physical (bulk density and volumetric water content) and chemical (pH, total nutrient content and cation exchange capacity) soil characteristics, vegetation characteristics (forest structure and understory) decomposition and nutrients release from litter; availability, mineralization and immobilization of soil nitrogen and microbial parameters (microbial biomass and respiration). All soil physical properties were affected in the recent cuts site (RD1). These changes weren’t found in RD5. Soil chemical properties were not significantly affected. Evaluated harvested sites had a similar structure to mature forests and forest structure was affected in RD. Also, ground cover and understory composition were modified according to the site. Understory coverage increased in RD5, it had greater species richness and abundance of monocots. Remaining organic matter did not had significant losses in the first month of the test for any of the study sites, showing a decrease only after the third month of incubation. Modeled decomposition rates showed a decrease after 12 months of decomposition. Sites with RD had higher rates of decomposition at the beginning of the trial. The concentration of macronutrients had the following decreasing sequence: Ca>N>K>Mg>P. Forestry intervention did not disturb the nutrient dynamics. We were able to differentiate two nutrient groups: readily mineralized nutrients (K, Mg and P) and less mineralized nutrients (Ca and N). N had a cyclic pattern in every treatment. Forest harvesting did not affect N availability. NH+4 contents, both available and mineralized, were higher than those of NO-3. Accumulated field mineralization increased in RD1. There was no clear effect of the forest intervention on N potential mineralization, which was greater than the field mineralization. RD5 showed lower values in biomass and microbial respiration, these parameters varied seasonally in the RV, but not in BP. This study provides evidence of several, poorly or unstudied, ecosystem processes in lenga forests exploited by RV, which in turn allows more insight into the dynamics of nutrients in native forests of Tierra del Fuego. Key aspects that should be taken into account in forest management plans in the region.