Pinos invasores en pastizales naturales de las sierras australes bonaerenses : modelos para optimizar su control

Abstract

Las invasiones biológicas representan una de las amenazas más significativas para la conservación de la diversidad biológica. Comprender la dinámica poblacional de una especie invasora es fundamental para detectar componentes clave que permitan desarrollar una estrategia efectiva de manejo. Los pastizales pampeanos resultan particularmente sensibles a la invasión de plantas leñosas exóticas. En particular, las Sierras Australes Bonaerenses sufren el avance de un conjunto de especies entre las que se destaca el pino de Alepo (Pinus halepensis) por la extensión del área que cubre. Esta especie es responsable de impactos negativos sobre distintos componentes de la biodiversidad nativa, así como sobre la dinámica de los incendios, comprometiendo la conservación de la estructura y las funciones del pastizal serrano. En esta tesis se combina información acerca de la biología reproductiva, la demografía y la dispersión de P. halepensis en pastizales naturales de las Sierras Australes Bonaerenses, y sobre su relación con las variables de hábitat y con los disturbios. Se detectaron variaciones en la emergencia y el establecimiento del pino de Alepo de acuerdo con la altitud, orientación de la ladera y cobertura vegetal. Las laderas de orientación sudoeste, desde altura media y hasta las cumbres, presentaron las tasas de reclutamiento más altas. La tasa de crecimiento, la producción de conos y la liberación de semillas también se modifican en relación con la topografía. Los ejemplares en los ambientes más altos exhiben una mayor tasa de crecimiento y una liberación más temprana de semillas respecto de los que crecen a menor altitud. La liberación de semillas ocurre antes en las laderas orientadas al sudoeste que en las orientadas al noreste. Se determinó que la tasa de supervivencia de los individuos juveniles aumenta con la edad y que la estructura por edades muestra picos de reclutamiento asociados con valores más altos de precipitaciones en el otoño posterior a la liberación de las semillas de las cohortes correspondientes. El análisis de los vientos predominantes en la región permitió comprobar que la época de liberación de semillas de P. halepensis coincide con condiciones apropiadas para la dispersión de la especie, y que el frente principal de avance de la invasión sería hacia el sudeste. El análisis altitudinal de los pinos indica que son capaces de crecer en sitios cuyas características topográficas y climáticas pueden considerarse apropiadas para los eventos de dispersión a larga distancia. Integrando los resultados obtenidos, se desarrolló un modelo poblacional para la especie y se evaluó el comportamiento esperado para la invasión frente a distintos disturbios y ante diferentes escenarios de Gabriela Brancatelli 2021 manejo. El análisis de elasticidad identifica la etapa de vida que va de los siete a los 14 años como la que produce efectos más importantes sobre la tasa de crecimiento poblacional. Al incorporar el efecto del pastoreo se detectó una tasa de crecimiento levemente superior respecto de la condición sin pastoreo. Cuando se simuló el efecto de incendios estocásticos, la tasa de crecimiento creció bajo todas las frecuencias medias consideradas, resultando máxima con incendios cada nueve años, en promedio. Al evaluar el efecto del control de la invasión mediante la remoción de individuos se detectó que la tasa de crecimiento disminuye al aumentar la intensidad del manejo, aunque se mantiene mayor a uno para todas las situaciones consideradas. Cuando se simuló el control mediante quemas prescriptas, se observó que frecuencias iguales o mayores a siete años resultan en reducciones de la población. Los resultados destacan la importancia del fuego en la regulación de la población de P. halepensis en las Sierras Australes Bonaerenses, con efectos contrastantes en función de la frecuencia con que se produce, lo que permite considerarlo como una opción de manejo ambiental efectiva para el control de la especie.

Biological invasions represent one of the most significant threats to the conservation of biological diversity. Understanding the population dynamics of an invasive species is essential to detect key components that allow the development of an effective management strategy. Pampas grasslands are particularly sensitive to invasion by exotic woody plants. In particular, the Southern Buenos Aires Mountains (Sierras Australes Bonaerenses, SAB) undergo the advance of a group of species among which Aleppo pine (Pinus halepensis) stands out for the extension of the area it covers. This species is responsible for negative impacts on different components of native biodiversity, as well as on the dynamics of fires, compromising the conservation of the structure and functions of the mountain grasslands. This thesis combines information about the reproductive biology, demography and dispersal of P. halepensis in natural grasslands of the SAB, and about their relationship with habitat variables and disturbances. Variations in the emergence and establishment of Aleppo pine were detected according to altitude, slope orientation and vegetation cover. The southwestern slopes, at medium and high altitude, had the highest recruitment rates. The growth rate, cone production and seed release are also modified in relation to topography. The specimens in high altitude environments show higher growth rates and an earlier release of seeds, compared to those that grow at a lower altitude. Seed release occurs earlier on southwestern slopes than on northeastern slopes. Survival of juveniles increases with age, and age structure shows recruitment peaks associated with higher values of rainfall in the fall following the release of the seeds of the corresponding cohorts. The analysis of the prevailing winds in the study region made it possible to verify that the time of release of P. halepensis seeds coincides with appropriate conditions for the dispersal of the species and that the main advance front would be to the southeast. Altitude analysis of pines indicates that they are capable of growing in sites whose topographical and climatic characteristics can be considered appropriate for long-distance dispersal events. Integrating the results obtained, a population model was developed for the species and the expected behavior for the invasion was evaluated in the face of different disturbances and under different management interventions. Elasticity analysis identifies the life stage ranging from seven to 14 years as the one that produces the most important effects on the population growth rate. By incorporating the effect of grazing, a slightly higher growth rate was detected with respect to the non-grazing condition. When the effect of Gabriela Brancatelli 2021 stochastic fires was simulated, the growth rate grew under all the average frequencies considered, resulting maximum with fires every nine years, on average. Models including the effect of invasion control by removing individuals resulted in reductions of the growth rate with increasing intensity of management, although it remained above one for all the situations considered. When the control through prescribed burns was simulated, frequencies equal to or greater than seven years resulted in population reductions. The results highlight the importance of fire in regulating the population dynamics of P. halepensis in the Sierras Australes Bonaerenses, with contrasting effects depending on the frequency with which it occurs, which allows it to be considered as an effective environmental management option for the control of the species.