Dinámica de la vegetación en ambientes perimarinos del estuario de Bahía Blanca : estudio a partir de datos in situ y satelitales

Abstract

Los ambientes perimarinos son ambientes que se encuentran por encima de la influencia directa de las mareas, pero tienen una capa de agua subterránea que fluctúa muy cerca de la superficie debido a la influencia del nivel medio del mar. En las zonas de clima más seco, donde se combinan los escasos aportes de agua dulce y las altas tasas de evaporación, los ambientes perimarinos desarrollan salinidades extremas en sus suelos, dificultando el crecimiento de la vegetación y favoreciendo la formación comunidades halófilas y salitrales de grandes extensiones. En este trabajo se caracterizaron dos ambientes perimarinos salinos del estuario de Bahía Blanca, el arbustal de Cyclolepis genistoides y el arbustal de Allenrolfea patagonica, en función de la hidrología, las características edáficas y la vegetación (composición de especies, abundancia y dinámica estacional de la biomasa vegetal). Inicialmente se caracterizó el contexto climático regional en el que se encuentra el estuario, en una zona de transición entre un clima húmedo y un clima árido. Se estudió la variabilidad espacial y temporal en las precipitaciones y se analizó, a lo largo de la región, la relación entre esta variabilidad y la dinámica de la vegetación a través de la utilización de parámetros fenológicos derivados de series de tiempo de NDVI del sensor MODIS. Considerando el contexto regional del estuario, se estudiaron las diferencias entre los dos ambientes perimarinos mencionados. Para el estudio en escala de paisaje se utilizaron imágenes satelitales Landsat, de mayor resolución espacial. Se evaluó la asociación entre distintos índices espectrales derivados de estas imágenes, la biomasa vegetal y la salinidad y se utilizaron los índices que presentaron mejor desempeño para generar mapas de estas variables. Las precipitaciones a nivel regional mostraron un gradiente decreciente en su abundancia y estacionalidad de noreste a sudoeste y una alta variabilidad interanual en la zona sur de la región. Los parámetros fenológicos mostraron mayor sensibilidad a las variaciones interanuales en la precipitación en la zona intermedia del gradiente, dentro de la cual se localiza el estuario. En escala de paisaje, las diferencias encontradas entre los ambientes se asociaron principalmente a las diferencias topográficas y a las variaciones que estas generan en las propiedades edáficas. El desempeño de los índices espectrales evaluados varió de acuerdo a las características de cada ambiente. En el arbustal de C. genistoides, con mayor proporción de suelo desnudo, los índices ajustados por suelo presentaron un buen desempeño en el monitoreo de la biomasa verde. En el arbustal de A. patagonica, especie cuya biomasa se enrojece como respuesta al estrés hídrico, el NDVI mostró buen desempeño en el monitoreo de tres parámetros relacionados entre sí: la proporción de biomasa verde, la biomasa roja y la salinidad. Con los mapas generados a partir de estos índices se identificaron patrones espaciales relacionados con el uso productivo del ambiente como la disminución de la biomasa verde, la disminución de la proporción de biomasa verde y el aumento de la salinidad, en las zonas de mayor carga ganadera.

Perimarine environments occupy the inland margins of coastal zones, above the level of tidal influence. In these environments, a shallow water table fluctuates near the soil surface, under the influence of mean sea level. In perimarine areas under arid and semiarid climates, the combination of low fresh water inputs and high evaporation rates produces extremely high soil salinities, hindering vegetation growth. In this study, two perimarine environments in the Bahía Blanca Estuary, bushes of Cyclolepis genistoides and thickets of Allenrolfea patagonica, were characterized in terms of their hydrology, soil properties and vegetation (species composition and biomass dynamics). The Bahía Blanca Estuary is located in a climatic transition between dry and humid climates. Firstly, regional climate was analyzed and the spatial and temporal patterns of rainfall variability were characterized. The relationship between vegetation phenology and rainfall variability along this transition zone was studied using land surface phenology metrics derived from MODIS NDVI time series. Considering the regional context of the Estuary, the two perimarine environments were characterized using both field and remote sensing data. In order to analyze landscape patterns of vegetation, biomass, and soil salinity, Landsat images were used, as they provide a higher spatial resolution. The capability of broadband indices derived from this satellite data to monitor vegetation biomass and soil salinity was assessed. Those indices with the best performance were used to map biomass and salinity in each environment. Annual rainfall showed a strong seasonality in the northeast of the region that diminishes towards the southwest. Inter-annual rainfall variability showed the same spatial pattern. Vegetation response to rainfall variability showed higher sensitivity in the zone with intermediate values of mean annual precipitation, in which the Estuary is located. At the landscape scale, differences between both environments were mainly related to their topographic position. Topography controls major edaphic properties which drive, in turn, vegetation dynamics and composition. Regarding broadband spectral indices, both environments responded differently in terms of their suitability for biomass and salinity retrieval. In bushes of C. genistoides, the environment with higher proportion of bare soil, soil-adjusted indices showed a good performance for total green biomass retrieval. In thickets of A. patagonica, NDVI was suitable for retrieving red biomass of A. patagonica, total biomass green ratio and soil salinity, three related parameters, as soil salinization produces A. patagonica reddening. The maps generated from spectral indices allowed the identification of spatial patterns of vegetation biomass and soil salinity associated with livestock farming, such as lower green biomass, lower biomass green ratio, and higher soil salinization in areas with higher grazing intensity.