Las comunidades de aves terrestres como indicadores de impacto en bosques de Nothofagus antarctica de Tierra del Fuego

El uso ganadero de los bosques de Nothofagus antarctica de Tierra del Fuego (Argentina) ha sido históricamente extensivo y poco planificado, y usualmente basado en la reducción de cobertura arbórea mediante cortas para aumentar la producción de forraje bajo su dosel. El objetivo de esta tesis fue analizar estructura y rasgos funcionales de las comunidades de aves terrestres, diurnas y residentes estivales (principalmente paseriformes), en diferentes estados del bosque de N. antarctica evaluando el efecto de variables ambientales a escala local y de paisaje, así como el potencial uso de las aves como indicadoras de impactos para mejorar las propuestas de estrategias de manejo foresto-ganadero existentes. Este trabajo se realizó en 4 Estancias (Los Cerros, Rolito, Las Hijas y Cabo San Pablo) ubicadas en el centro y este de la Isla Grande de Tierra del Fuego (Argentina). Se estudiaron 4 tipos de bosque: un tipo con raleos (Abiertos) y tres tipos sin raleos (Muy Cerrados, Cerrados y Muy Abiertos). Las aves se estudiaron en puntos de observación fijos, donde se realizaron conteos durante los meses de enero y febrero del 2017 y 2018 en Los Cerros, 2018 y 2019 en Rolito, y 2019 y 2020 en Las Hijas y Cabo San Pablo, para caracterizar estructura (composición, riqueza, densidad, biomasa e índices de diversidad) y rasgos funcionales (grupos tróficos, uso de sustratos, tipo de nidificación y estatus migratorio). En Los Cerros y Rolito también se analizó la susceptibilidad a la depredación de nidos artificiales. Los efectos analizados fueron: a escala local, la estructura forestal (altura dominante, área basal, cobertura de copas, densidad de árboles y diámetro medio), la cobertura del suelo (sotobosque, residuos leñosos, plantas no-vasculares, renovales y suelo sin vegetación), y la oferta alimenticia, vegetal (riqueza y cobertura total, de gramíneas y de dicotiledóneas consumidas por aves) y de la artropofauna (abundancia total y proporción de los órdenes más importantes); y a escala de paisaje, área, perímetro y forma del parche; área, número de parches, índice del parche más grande y conectividad de bosques y áreas abiertas; y total de bordes y densidad de bordes. Las variables fueron evaluadas mediante modelos lineales generalizados (GLM) y generalizados mixtos (GLMM), y multivariados (PCA, MRPP, IndVal, y CCA). Se pudo identificar mayor riqueza y diversidad de especies de aves en bosques Abiertos (raleados) y Muy Abiertos, dadas por la presencia de especies de áreas abiertas o de bordes de bosque. Por otro lado, se identificaron menores densidades de omnívoros y granívoras en bosques Cerrados y Muy Cerrados, respectivamente, vinculadas a los sustratos de alimentación. El uso de los sustratos difirió entre tipos de bosque, estando el uso de sustratos bajos y copas relacionado con su disponibilidad. Mientras que el uso de ramas y fustes, y la densidad de individuos volando se asociaron a la estructura forestal (cobertura de copas y área basal, entre otras). Por otro lado, la densidad de especies que nidifican en huecos y copa abierta, así como la densidad de residentes y migradoras, también difirieron entre tipos de bosque y se asociaron a la altura dominante y a la cobertura de copas. Los bosques raleados, si bien presentaron algunas diferencias con los Cerrados y Muy Cerrados (mayor riqueza de especies, diversidad, uso de sustratos bajos, densidad de aves volando y de migradoras), fueron parecidos en otros rasgos (ej. densidad de aves que utilizan ramas y copas o que nidifican en huecos), observándose en ellos incluso especies especialistas de bosque (Pygarrhichas albogularis y Aphrastura spinicauda). Si bien no se encontraron diferencias significativas en la susceptibilidad a la depredación de nidos artificiales entre tipos de bosque, los nidos que se encontraban en bosques Muy Abiertos fueron depredados más rápido. Este estudio permitió identificar especies indicadoras de bosques Cerrados y Muy Cerrados (A. spinicauda, P. albogularis), Abiertos (Spinus barbatus) y Muy Abiertos (ej. Tachycineta leucopyga). Por lo tanto, estas especies se podrían utilizar para el monitoreo de los raleos en estos bosques. Al analizar variables de diferentes escalas espaciales (local y paisaje), se pudo observar que las mismas influyeron sobre diferentes grupos de especies. Por ejemplo, la estructura forestal (área basal, cobertura de copas) y el área del parche de bosque tuvieron mayor efecto sobre P. albogularis. Se concluye que ciertas características a nivel local (ej. mayor área basal, cobertura de copas y de renovales, y proporción de himenópteros), así como a nivel de paisaje (ej. parches de bosque grandes e irregulares, alternancia con áreas abiertas), favorecen a una mayor diversidad de aves en los bosques de N. antarctica de Tierra del Fuego. El desarrollo de propuestas de manejo forestales y silvopastoriles que preserven o favorezcan la presencia de paisajes y parches de bosque con estas características contribuiría a que el manejo de estos bosques sea más sustentable.

Phytochemical Screening and Antioxidant Activity of Seven Native Species Growing in the Forests of Southern Chilean Patagonia

The genus Nothofagus is one of the most abundant in the subantarctic Patagonian forests. Five species inhabit these ecosystems, three evergreen (Nothofagus betuloides, Nothofagus dombeyi, and Nothofagus nitida) and two deciduous (Nothofagus pumilio and Nothofagus antarctica). This is the first report on the levels of secondary metabolites and the antioxidant capacity of Patagonian tree species growing in natural environments. The aim of this work was to carry out a phytochemical screening, to determine the antioxidant capacity, the sun protection factor, and the α-glucosidase and tyrosinase inhibitory activity of foliar extracts of the five previous species. Besides, Aristotelia chilensis and Berberis microphylla, two species of Patagonian shrubs growing in the same forests, were used as reference. N. dombeyi was the Nothofagus with the best antioxidant capacity. B. microphylla differed from all studied species. Moreover, the Nothofagus was split into two groups. N. betuloides and N. dombeyi are the most similar species to A. chilensis. The α-glucosidase was completely inhibited by all studied extracts. Furthermore, N. antarctica, N.pumilio, and N. nitida inhibited about 70% of the tyrosinase activity. All the results found in this study for the species of the genus Nothofagus support further research on their potential beneficial properties for human health.

Experimental Examination of Vegetative Propagation Methods of Nothofagus antarctica (G. Forst.) Oerst. for Restoration of Fire-Damaged Forest in Torres del Paine National Park, Chile

Nothofagus antarctica (Antarctic beech) is one of the main woody plants in the temperate deciduous forests and anti-boreal forests of the southern hemisphere. Since colonization of the Andean-Patagonian region by European settlers, however, stands of this species have been severely affected by fires caused by human activities, considerably reducing their area. To restore these forests to their area occupied before the fires, it is necessary to use artificial regeneration, relying on production of transplants in forest nurseries. Due to the low capacity for seed propagation, we focus on possibilities of producing seedlings by vegetative propagation. In a trial, we collected cuttings during three sets of dates, and attempted to root them using three combinations of substrate and ten combinations of stimulators. Using the most favorable combination of collection period, substrate and stimulator tested resulted in rooting of 23% of the cuttings, which exceeds the documented germination rates for this species.

Productos Forestales No Madereros Presentes en los Bosques de Ñirre (Nothofagus antarctica) de la Zona Sur Austral de Chile

Los bosques representan el entorno de gran parte del mundo rural y les proporcionan a sus pobladores una cantidad y variedad de Productos Forestales No Madereros (PFNM), que representan recursos alimenticios e insumos para diversos productos que esta población rural puede utilizar en forma ambiental y económicamente sostenible, para su propio beneficio o comercializar para un mejoramiento en sus condiciones de vida y sustento. Los bosques de ñirre forman parte del territorio de Aysén y su distribución coincide con la frontera urbana y la ganadera, donde han sido sometidos por décadas a disturbios derivados de la acción antrópica. En estos bosques se encuentran diferentes PFNM, que son importantes para la alimentación y medicina de comunidades rurales, algunos de estos productos son el calafate, la rosa mosqueta, la morilla, el musgo, las hierbas medicinales, los follajes y semillas de árboles nativos, entre otros. Este trabajo buscó investigar la diversidad actual de PFNM asociados a los bosques de ñirre de la zona sur austral de Chile, en base al conocimiento empírico y al uso de las comunidades. Para ello, se realizaron talleres participativos, con preguntas dirigidas a la expresión de las comunidades con respecto a los productos de cada sector, sus usos y utilidades para luego dar espacio a una priorización de los 3 PFNM de mayor importancia, tanto social como económica y cultural, en las comunidades consultadas. Se identificaron alrededor de 70 especies de uso no maderero presentes en los bosques de ñirre, con más de 100 diferentes usos para las personas, entre los que destacan usos medicinales, comestibles, tintóreos y ornamentales. Estas especies son colectadas por recolectores para consumo personal o comercialización. Las tres especies priorizadas por las comunidades fueron el hongo morchella, la frutilla silvestre y el calafate.

Respuesta anatómica y fisiológica de especies de Nothofagus de Patagonia austral ante la variación de temperatura, humedad, CO2 y nutrientes

Los bosques de Nothofagus pumilio (Poepp. et Endl.) Krasser. (lenga, especie caducifolia), N. antarctica (G. Forster) Oerst. (ñire, especie caducifolia) y N. betuloides (Mirb.) Oerst. (guindo, especie de hoja perenne) son de gran importancia ecológica, ambiental y productiva para el hemisferio sur. En concreto, los bosques de estas especies de la Patagonia austral (Santa Cruz y Tierra del Fuego) abarcan una superficie mayor a 1,2 millones de hectáreas y son los más meridionales del mundo. Asimismo, estas masas boscosas son uno de los principales reservorios de carbono (C) de la Patagonia austral argentina, por lo que son un elemento importante para mantener el balance global de C en respuesta al cambio climático. Tomando los bosques nativos de Nothofagus de la Patagonia austral como objeto de estudio, se han desarrollado diversas investigaciones en los distintos capítulos de la tesis, para evaluar la respuesta de estas especies ante diversas situaciones de estrés abiótico y poder así predecir sus posibles respuestas al cambio climático a nivel funcional, estructural y de producción. Como aspectos principales, en esta tesis se han analizado los factores edáficos y climáticos que más afectan la productividad de los bosques de N. antarctica en Patagonia austral, cómo es la respuesta de esta especie al estrés hídrico y al crecimiento en condiciones climáticas variables, si existen alteraciones a nivel de anatomía foliar en respuesta a un incremento de CO2 atmosférico y cuál es la tasa de reabsorción de nutrientes de Nothofagus antarctica y N. pumilio de la Patagonia austral. En el Capítulo dos se ha evaluado la influencia de factores edáficos y variables climáticas en la productividad de 48 bosques de N. antarctica, estimada mediante la altura de los árboles dominantes. Los datos de productividad medidos junto con una serie de variables edáficas y climáticas, se integraron en un modelo matemático que permite relacionar la productividad de los bosques estudiados con las variables mencionadas. Las cuatro variables más importantes para el modelo resultaron ser la altitud, la temperatura, la textura del suelo y por último la homogeneidad temporal (o estacionalidad) de la temperatura, concluyéndose un efecto predominante a nivel de productividad, de las variables edáficas y aquellas relacionadas con la temperatura y una menor importancia de la disponibilidad hídrica. La respuesta funcional de plántulas de diferentes procedencias de N. antarctica al estrés hídrico, factor cada vez más habitual en las condiciones actuales de calentamiento global, se estudió en detalle en el Capítulo tres de la tesis, como herramienta preliminar para estimar la supervivencia y sostenibilidad de los bosques de esta especie. Se llevaron a cabo experimentos de ecofisiología con cuatro procedencias ambientalmente contrastantes de N. antarctica, en condiciones controladas de invernadero. Entre los resultados obtenidos se observaron diferencias a nivel de tasa de fotosíntesis y conductancia estomática entre las distintas procedencias, pero sólo cuando las plantas estaban en condiciones de buena disponibilidad hídrica. Estos estudios permitieron caracterizar las respuestas funcionales a la sequía de las distintas procedencias de N. antarctica, concluyéndose que esta especie posee una gran capacidad de regulación osmótica. Las características anatómicas de las hojas y físico-químicas de las superficies foliares de N. antarctica y N. betuloides fueron estimadas tras cultivar las plantas en condiciones normales y a altos niveles de CO2 atmosférico. Manteniendo las plantas en condiciones de buena disponibilidad hídrica, nutrición y fotoperiodo desde el inicio del periodo experimental, se impuso un tratamiento de 400 ppm (control) y otro de 800 ppm de CO2 a varios individuos de estas dos especies de Nothofagus. Tras un periodo de crecimiento en las citadas condiciones de CO2 ambiental, se tomaron muestras de hojas y se llevaron a cabo diversos estudios anatómicos con microscopía electrónica de barrido, transmisión y microscopía óptica. También se midieron los ángulos de contacto de tres líquidos con diferente grado de polaridad y apolaridad, para estimar la mojabilidad y posteriormente la energía libre de las superficies foliares y los parámetros relacionados. Se observó un efecto diferencial del crecimiento en altos niveles de CO2 atmosférico entre las 2 especies y en la proporción de los tejidos del haz y del envés de las hojas (por ejemplo, un incremento del espacio apoplástico o espesor de la epidermis o cutícula), Mediante microscopía electrónica de transmisión se apreciaron también incrementos en la presencia de cloroplastos en las células de mesófilo de las hojas de N. antarctica de plantas crecidas en altos niveles de CO2 atmosférico y daños en los cloroplastos de ambas especies. En cuanto a la mojabilidad, energía libre superficial y concentración de ceras de las superficies del haz y el envés de las plantas evaluadas, se observaron diferencias a nivel de especie y en algunos casos por efecto de las altas condiciones de CO2 atmosférico. También se observaron diferencias en cuanto a la topografía de las superficies y presencia de estructuras tales como estomas, tricomas o venas. Se concluye que las hojas de N. antarctica tienen mayor potencial para captar agua depositada sobre ellas como lluvia, rocío o niebla que N. betuloides. En el Capítulo cinco de la tesis, se estudió la tasa de reabsorción de nutrientes y elementos minerales en árboles de N. antarctica y N. pumilio pertenecientes a bosques localizados en 3 condiciones edafo-climáticas distintas de la Patagonia austral Argentina. La tasa de reabsorción de la mayoría de los elementos estudiados no varió entre especies en ninguna de las parcelas experimentales. Sin embargo, se observaron variaciones en relación a los distintos lugares de estudio para la eficacia del proceso de resorción de la mayoría de los macronutrientes, algunos micronutrientes y elementos traza en el caso de N. antarctica, mientras que N. pumilio no mostró diferencias. Por otro lado, indistintamente de la especie o lugar de estudio, algunos elementos tales como el boro, cobre, hierro o aluminio no se reabsorbieron. Se concluye que ambas especies tienen una estrategia similar de reabsorción cuando coexisten en el mismo lugar, pero no se han observado indicios de una mayor reabsorción de nutrientes en condiciones más limitantes a nivel climático y edáfico.

Area-restricted search in Magellanic Woodpeckers: importance of tree senescence, forest composition and open habitats

Background Large woodpecker species with stable territories, specialized diets and narrow habitat choices, such as the Magellanic Woodpecker (Campephilus magellanicus), are expected to adjust their movements based on the distribution of available resources within territories. Thus, Magellanic Woodpeckers should concentrate foraging activity in areas of higher quality, a behavior consistent with the area-restricted search (ARS) behavior. Although previous studies have deepened the understanding of how Magellanic woodpeckers select habitats, the assessment of ARS behavior would contribute to the identification of feeding areas important for their conservation and habitats hindering their movement. Methods We addressed the independent effects of tree senescence, forest succession, stand composition and open habitats on the adoption of area-restricted search (ARS) behavior in Magellanic Woodpeckers in a heterogeneous landscape dominated by southern beech forest in southern South America. Using GPS relocations from 24 woodpeckers, we estimated the First-Passage Time (FPT), a measure of the time individuals remain in a given area, with longer FPT values indicating the adoption of an ARS behavior. We determined the effects of habitat variables on FPT using a methodological framework based on Linear Mixed Effect models and a randomization procedure intended to reduce spatial autocorrelation arising from consecutive circles whose areas tend to be overlapped along trajectories. Results Averaged model coefficients showed that woodpeckers spent less time in sites dominated by the Antarctic beech (Nothofagus antarctica) and partially covered by open habitats. Conversely, FPT increased in stands and home ranges where tree senescence was higher. Conclusions The adoption of the ARS behavior in Magellanic Woodpecker is explained by forest composition, avoidance of open habitats and tree senescence. Our results suggest the conservation of Magellanic Woodpeckers in heterogeneous landscapes involve retention of senescent trees and restoring open areas in order to reduce edge habitat.