Sucesión forestal en microcuencas del sur de Chile : consecuencia de las perturbaciones en las funciones ecosistémicas y sistemas sociales

Esta tesis aborda los ciclos eco-hidrológicos de los bosques y la compleja relación con los sistemas sociales, en el contexto de la dinámica de los bosques templados del sur de Chile. El texto se estructura en tres capítulos: el primero y el segundo buscan entender los cambios de un bosque templado a lo largo de la sucesión forestal y como afectan la regulación hidrológica, dinámica de sedimentos y nutrientes. Para esto se utiliza un modelo de sucesión vegetal basado en una cronosecuencia, evaluando las funciones ecosistémicas a escala de microcuenca. El tercer capítulo se centra en analizar un modelo de trabajo basado en los principios del manejo ecosistémico adaptativo, que incluye las dinámicas sociales que ocurren en el territorio forestal y que repercuten de manera directa o indirecta en su sustentabilidad. Capítulo 1 Las funciones ecosistémicas de los bosques pueden variar significativamente durante el curso de la sucesión, dependiendo de la estructura de la vegetación y las características bio-físicas del suelo. Examinamos la regulación hídrica, el almacenamiento de agua y la función de protección del suelo en una cronosecuencia, a escala de pequeñas cuencas cubiertas por bosques templados del sur de Sudamérica. Nuestro objetivo fue comprender los cambios en el funcionamiento de los ecosistemas durante la sucesión, evaluando patrones y mecanismos de almacenamiento, regulación y funciones de protección de suelo en etapas tempranas de la sucesión (matorrales), intermedias (renovales) y avanzadas (bosques antiguos). El caudal para todo el período de estudio en las microcuencas con bosque antiguo (OG) promedió 2102 mm (± 110), seguido de las microcuencas con bosques secundarios (SF) con 1770 mm (± 284) y finalmente las microcuencas cubiertas de matorrales (CH) con 1684 mm ( ± 267). La evapotranspiración mostró valores más altos en SF (643 mm), seguidas por CH (612 mm) y OG (346 mm). Las microcuencas OG y CH tuvieron las concentraciones más bajas de sedimentos en el caudal, sin diferencias estadísticas entre ellas, mientras que las microcuencas SF tuvieron las concentraciones más altas de sedimentos en todas las estaciones del año. Un análisis de componentes principales mostró que las propiedades físicas del suelo, la vegetación y la morfometría de las cuencas fueron relevantes para explicar las diferencias entre las tres etapas sucesionales estudiadas. La regulación del flujo hídrico y la capacidad de almacenamiento de agua de los suelos forestales aumenta a medida que avanza la sucesión forestal, mientras que al protección del suelos a la erosión es mayor en etapas tempranas y avanzadas de la sucesión forestal, comparado con bosques secundarios. Capítulo 2 Las precipitaciones modulan el caudal en la cuenca hidrográfica y muchos procesos ecosistémicos en los bosques templados. La generación de escorrentías en cuencas pequeñas de montaña se caracteriza por un rápido tiempo de respuesta a los pulsos de lluvia que afectan los flujos biogeoquímicos. En climas templados, la erosión hídrica relacionada con la intensidad de la lluvia es el factor más importante en la pérdida de suelo y nutrientes. La mayoría de los estudios de hidrología y biogeoquímica se centran en mediciones horarias o diarias de flujos de agua y muestreos semanales o mensuales de química de lluvia y flujo de agua. Evaluamos, a escala de cuenca, la capacidad de los bosques en diferentes etapas sucesionales para regular los flujos hidrológicos, el transporte de sedimentos y los flujos de nutrientes durante eventos de lluvia. La dinámica de caudales entre etapas sucesionales mostraron que las cuencas difieren en sus respuestas hidrológicas a los eventos de lluvia de alta intensidad, con mayor escorrentía en los bosques secundarios (SF), en comparación con los bosques antiguos (OG) y matorrales (CH). La carga de sedimentos mostró una gran variabilidad entre y dentro de las etapas sucesionales, con las microcuencas SF exportando 455 kg / ha, seguido de OG con 91 kg / ha y CH con 14 kg / ha en 11 eventos de lluvia medidos. La concentración de nutrientes en las precipitaciones se enriqueció a través de la precipitación directa y la concentración de Nitrógeno (TN) y Fósforo (TP) en los caudales varió con la intensidad de la lluvia, de manera similar a la dinámica de sedimentos. Las microcuencas CH exportaron, en los 7 eventos de lluvia medidos, menos nutrientes (46 kg/ha TN y 7 kg/ha TP) que SF (718 kg/ha TN y 107 kg/ha TP), mientras que las microcuencas OG exportaron cantidades intermedias (201 kg/ha TN y 23 kg/ha TP). Esta investigación encontró efectos aditivos de los atributos del bosque de cada estado sucesional (vegetación y propiedades físicas del suelo) y de la morfometría de las cuencas. En estos ecosistemas complejos, los procesos se expresan de acuerdo a la influencia de múltiples variables explicativas y fenómenos que interactúan, como el cambio climático y la historia de perturbaciones humanas o naturales. Capítulo 3 El manejo ecosistémico es una estrategia de conservación, pero no existe un protocolo estándar para su implementación. En teoría, la gestión de los ecosistemas utilizará la mejor ciencia disponible para sustentar los sistemas socio-ecológicos en el paisaje, al maximizar los múltiples servicios ecosistémicos que esperan los habitantes y otros actores interesados en esos sistemas. Llancahue es una cuenca hidrográfica (1270 ha) que proporciona agua dulce a la ciudad de Valdivia (130.000 habitantes) y protege 700 hectáreas de bosque antiguo, en un paisaje dominado por monocultivos forestales en el centro sur de Chile. La administración de la cuenca está a cargo de la Universidad Austral de Chile (UACH), que requiere conservar la cuenca a la vez de proporcionar madera y trabajo a campesinos vecinos. Previo a la llegada de la UACH, los campesinos talaban ilegalmente el bosque y ponían en riesgo la conservación de los bosques primarios, con efectos negativos sobre la cantidad y calidad del agua de la cuenca. Este estudio muestra que el co-manejo adaptativo es un proceso que mejora la gestión de la cuenca, al comprender los puntos de vista de los actores interesados, desarrollar un plan de gestión de la cuenca con múltiples objetivos y monitorear el bosque y los flujos hídricos de Llancahue, para asegurar que las actividades conducen a los resultados deseados. Se informa el desempeño después de 5 años de implementación del modelo de trabajo.