Functional traits, hydric status, and drought resistance in southern South America temperate forest trees
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2025
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Los bosques son ecosistemas terrestres primarios. Albergan la mayor parte de la diversidad biológica terrestre y participan estrechamente en los ciclos biogeoquímicos. Los dos ciclos más notables son los ciclos del carbono y del agua. Los bosques también interactúan con la atmósfera y desarrollan retroalimentación entre ellos. Son importantes para la vida humana y el mayor interés es el oxígeno que se obtiene intercambiándolo por dióxido de carbono. A medida que aumenta el conocimiento humano, hemos comenzado a comprender la dinámica del clima. Por ejemplo, los ciclos largos y cortos son variaciones de escala local a regional. Entendemos que el clima cambia con el tiempo. Sin embargo, los grandes beneficios de la entrega forestal y las actividades humanas han amenazado estos ecosistemas a través de la deforestación, la fragmentación y la quema de hidrocarburos. Las consecuencias del cambio global incluyen variaciones rápidas en el clima local. Durante las últimas décadas se han realizado diversos estudios sobre la disminución de las precipitaciones, el aumento de la temperatura y las sequías que afectan a los ecosistemas y los bosques. Por lo tanto, comprender la capacidad de los bosques, en particular la competencia de los árboles para aclimatarse, adaptarse y persistir en nuevas condiciones ambientales, es una preocupación importante para su propia conservación, pero también para toda la diversidad biológica que depende de ellos, la humana entre ellas. a ellos. El sur de Sudamérica posee un bosque único, aislado, diverso y altamente endémico, que es parte esencial de los procesos discutidos anteriormente para la región. Los modelos climáticos globales y locales coinciden en la disminución de las precipitaciones y el aumento de la temperatura durante el siguiente período en el sur de Sudamérica. Datos empíricos recientes han demostrado estos efectos en los ecosistemas del sur de América del Sur. Así, poco se sabe sobre la ecología fisiológica de estos bosques, su capacidad para aclimatarse en plazos más cortos, resistir en el medio y adaptarse en plazos más largos a los nuevos climas que se han pronosticado para esta zona del sur de América. Para comprender mejor las respuestas de los árboles forestales a la menor disponibilidad de agua en el sur de América del Sur, el presente trabajo utiliza en primer lugar el marco del “espectro económico rápido-lento” para revisar críticamente la literatura disponible sobre los bosques del sur de América del Sur y sus especies de árboles. Al examinar los rasgos anatómicos y fisiológicos, enmarcamos los bosques y las especies de árboles del sur de América del Sur como comportamientos rápido-lento y resistentes-evitantes, dilucidando su capacidad para utilizar el agua y hacer frente a su déficit. Analizamos rasgos económicos, como la fotosíntesis y el incremento del xilema, y rasgos hidráulicos, como el potencial hídrico al 50% de la pérdida de conductancia hidráulica. Incluimos un análisis de las sequías del último siglo en esta región. También estudiamos el potencial de aclimatación a los déficits hídricos en especies del sotobosque de bosques laurófilos templados fríos. Para ello, aprovechamos un experimento de exclusión de caída ubicado en el archipiélago de Chiloé (42 LS, 73 LW). Las especies de árboles han estado sujetas a exclusión de precipitaciones medias durante más de cinco años, cuando se eliminó > 20% de la precipitación incidente. Seleccionamos ocho especies tolerantes a la sombra que actualmente forman parte del sotobosque. Estas especies longevas son los árboles dominantes en las sucesiones tardías de este bosque. Evaluamos rasgos foliares anatómicos y fisiológicos en más de 90 individuos para evaluar si las especies fueron capaces de modificar y/o aclimatar las hojas a una disponibilidad reducida de agua. Nuestra hipótesis es que las especies y/o rasgos se aclimatarían para conservar agua en comparación con los individuos de referencia, como lo han demostrado otros experimentos de exclusión en otros ecosistemas forestales. Exploramos diferencias en los rasgos del estado hídrico (potencial osmótico, punto de pérdida de turgencia, contenido relativo de agua y potencial hídrico operativo), rasgos económicos (nitrógeno, carbono y área de masa foliar) y rasgos anatómicos/de intercambio de gases (δ13C y densidad estomática). Utilizando el marco del “espectro económico rápido-lento” para analizar los bosques y especies arbóreas del sur de América del Sur, encontramos tres resultados importantes: a) la mayoría de las especies de árboles parecen tener una alta variabilidad a nivel poblacional para soportar posibles déficits hídricos, b) Los tipos de bosques de América del Sur parecen tener especies que ocupan los diferentes nichos hidrológicos, encontrándose especies rápidas y lentas en todos los ecosistemas, y c) parece ser que los bosques del sur de América del Sur pueden no ser tan sensibles a la escasez de agua como se ha pensado. Entendimos que las sequías empezaron primero en el suroeste de Argentina hace más de un siglo, luego afectó al centro de Chile y más recientemente al sur de Chile. Esta progresión confirma un aumento en la frecuencia y la extensión de tales eventos en el sur de Sudamérica en las últimas décadas. Esta revisión ayudó a comprender el nicho hidrológico de las especies y, en consecuencia, sus reacciones ante los déficits hídricos. Aunque existe un conocimiento limitado sobre la ecofisiología de los árboles del sur de Sudamérica, terminamos con pistas importantes sobre estos bosques. En nuestra evaluación foliar de las especies en el experimento de exclusión de precipitación, no encontramos evidencia que respalde nuestra hipótesis de que los árboles se aclimatan a los déficits hídricos para mantener su estado hídrico como individuos de referencia. La mayoría de los valores de los rasgos fueron similares entre los tratamientos, pero otros parecían estar en contra de la aclimatación a los déficits hídricos. Por el contrario, los rasgos y las especies parecen convertirse en gastadores en lugar de conservadores, como se planteó en primer lugar la hipótesis. De hecho, encontramos diferencias estadísticas significativas entre tratamientos, especies y rasgos, lo que respalda la última afirmación. A pesar de la existencia de varios experimentos de exclusión de lluvia en diversos bosques de todo el mundo, ninguno ha mostrado resultados similares a los del presente estudio. Argumentamos que las condiciones ambientales del bosque laurófilo templado frío de Chiloé son muy distintivas, con altas precipitaciones y bajas temperaturas promedio. Por lo tanto, las precipitaciones excluidas fueron demasiado bajas para comprometer el uso del agua en esta especie. Además, los suelos de Chiloé se caracterizaban por su encharcamiento durante todo el año. En consecuencia, la extracción de agua en este ecosistema puede ser beneficiosa para los árboles, aliviando las limitaciones de oxígeno del suelo que estos individuos pueden experimentar. Concluimos que, en este caso, contrariamente a hallazgos anteriores, las reducciones en el aporte de agua no son necesariamente lineales con la aclimatación de las especies de árboles.
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Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas con mención en Ecología)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2025