Biología Vegetal 2014 Trabajo Práctico N° 17

DIVERSIDAD ESPECÍFICA Y ECOLÓGICA- Implicancias para la

planificación y manejo de áreas protegidas

Una comunidad, en términos biológicos, es el resultado de la acción de factores

ambientales sobre el conjunto de especies que cohabitan en un espacio. Así entonces, la estructura de una comunidad, composición florística y fisonomía (aspecto externo de la vegetación), diversidad de organismos animales, vegetales y dominancia de especies se relaciona con las condiciones climáticas, la naturaleza del suelo, la disponibilidad de agua y de nutrientes, las relaciones interespecíficas y las acciones antrópicas. ¿Por qué estudiar la composición y distribución de las comunidades biológicas? El conocimiento y la caracterización de diferentes comunidades en un área determinada que puede ir desde unas pocas hectáreas a varios cientos de kilómetros, es de vital importancia cuando se pretende entender el funcionamiento de un ecosistema y de toda la red trófica. En particular, las comunidades vegetales son la base de la red trófica, por lo que de ellas depende la provisión de alimento para un gran número de polinizadores, aves frugívoras, mamíferos y artrópodos herbívoros y algunos reptiles. Por otro lado proveen sustrato o brindan refugio a gran cantidad de organismos entre los que podemos citar desde larvas microscópicas hasta aves, escarabajos, micromamíferos y reptiles resguardados entre troncos y hojarasca.

En este trabajo práctico estudiaremos las comunidades vegetales del sistema serrano del sudoeste de la provincia de Buenos Aires, en particular las comunidades vegetales de la Estancia Paititi con el objetivo de proveer información útil para diagramar una propuesta de manejo de recursos en una potencial área protegida. Éste será un primer paso, que luego debería complementarse con otros relevamientos de vertebrados e invertebrados y de esta manera obtener información acerca de gran parte de la red trófica del ecosistema serrano.

Los biólogos que trabajan en el área de conservación y manejo de recursos naturales se encargan de estudiar la estructura y distribución de las comunidades de estas áreas protegidas, realizar una actualización nomenclatural de las especies, confeccionar una lista roja de las especies amenazadas, encargarse de la conservación y propagación de estas especies. Además evalúan el impacto de especies exóticas o introducidas sobre las especies nativas e implementan medidas que permitan su control (Ley 10.353).

Una de las incumbencias de los biólogos, además de la identificación y estudio de los organismos, en este caso, de organismos vegetales, es brindar asesoramiento a diferentes instituciones que faciliten la organización y gerenciamiento de los espacios naturales protegidos, jardines botánicos y museos. Por otra parte, el rol docente, es fundamental en la diagramación de propuestas educativas, objetivo fundamental en este tipo de instituciones. Es por eso que en este práctico nos entrenaremos también en este tipo de práctica profesional (en especial para estudiantes del Profesorado en Ciencias Biológicas).

Problemática La ley 10.907 de la provincia de Buenos Aires (ver anexo del TP) en su artículo 12,

establece los lineamientos jurídicos y fundamentos para el establecimiento de distintas zonas de conservación en un Parque Provincial. Estas zonas implican distinto grado de impacto

antrópico o diferentes grados de intervención dependiendo de las características y el objetivo de conservación de dicho parque provincial.

El propietario de la Estancia Paititi pretende establecer parte de la propiedad como un Parque Provincial y necesita que un equipo de biólogos lo asesore para justificar la importancia de la conservación de esta área. Asimismo necesita realizar la zonación del área protegida en áreas bajo diferentes usos: investigación científica, educación, actividades deportivas (ejemplo: rapel, escalada), turismo y explotación ganadera extensiva (es decir con una baja densidad de ganado). Uno de los objetivos de la creación de esta área protegida es conservar la flora y fauna nativa del sistema serrano frente al avance descontrolado de la agricultura intensiva. Por lo tanto, es necesario caracterizar los niveles de diversidad vegetal de las diferentes áreas para la toma de decisiones y establecer una zonificación del área.

A continuación se presenta una imagen con la zona delimitada para la diagramación de la reserva (Mapa 1). Se puede observar que la zona serrana está rodeada por planicies que tienen explotación agrícola, por lo que la vegetación nativa, representada por el pastizal pampeano ha sido totalmente reemplazada por cultivos.

Mapa 1: Imagen satelital de la Estancia Paititi. El área propuesta como área protegida se encuentra delimitada por una línea continua. El camino de acceso vehicular está indicado por una línea discontinua.

Área cultivada

Sie

rra

Gra

nd

e

Sie

rra

Ch

ica

Con el objetivo de realizar una primera caracterización del área, un biólogo mapeó el área clasificando a las comunidades vegetales utilizando como criterio la fisonomía predominante. En los estudios de la estructura de la vegetación, la aproximación fisonómica tiene por objetivo lograr una representación sintética y/o gráfica de las comunidades vegetales, que permite identificar e interpretar las diferentes comunidades en relación con diferentes factores ambientales. Se enumeraron los distintos tipos de comunidades con números consecutivos, porque el biólogo olvidó de escribir las referencias (Comunidad 1-7) (Mapa 2). Por lo tanto a medida que vayamos relevando cada una de las áreas mapeadas nombraremos a cada comunidad por su fisonomía utilizando la clave que se encuentra anexa a esta guía.

Mapa 2: Mapeo de las comunidades vegetales de acuerdo al tipo de fisonomía dominante.

Objetivo general Describir y analizar la diversidad específica y ecológica de comunidades vegetales de la

Sierra Grande y Sierra Chica de la Estancia Paititi.

Desarrollar habilidades de muestreo y técnicas de relevamiento de biodiversidad tendientes a la generación de resultados para el desarrollo de pautas de manejo y conservación de los recursos naturales.

Objetivos particulares Adquirir práctica en la observación de caracteres morfológicos de las plantas (estructuras

vegetativas y reproductivas) que permitan identificar los siguientes grupos: Briofitas, Pteridofitas, Gimnospermas, Angiospermas (Monocotiledóneas y Dicotiledóneas).

Entrenarse en la aplicación de técnicas de muestreo, en la elaboración y análisis de tablas y figuras.

Relacionar la diversidad específica y ecológica con factores ambientales y/o antrópicos. Realizar un herbario con las plantas recolectadas.

Realizar un relevamiento fotográfico de las comunidades analizadas. Establecer una zonación del área de la reserva de acuerdo a la ley 10.907, art. 12 que pueda

utilizarse de base para un potencial proyecto de conservación. Materiales aportados por los alumnos (por grupo) para la salida de campo: * Lápiz, palita de jardín, bolsas de nylon, cinta de papel, cordel (hilo grueso) de 2 m, un cuaderno de tapa dura, sobres oficio hechos de papel de diario (al menos 10 por persona), recipientes de plástico pequeños para la recolección de briofitos y hepáticas. Les recomendamos ir con ropa cómoda, gorro, pantalones largos y calzado de caminata (no zapatilla de lona!), y llevar protector solar, repelente y una vianda para el almuerzo. No olvidar de llevar agua para beber. Aspectos organizativos: Horario: 8-17 hs.

El trabajo práctico se desarrollará en la Sierra Grande y Sierra Chica de la Estancia Paititi. Previamente a la salida, leer los siguientes trabajos adjuntos a la guía y resolver las actividades previas:

Sottile, G.D, Echeverría, M.E., Marcos, M.A., Bamonte, F.P., Mazzolari, A.C., Mourelle, D., Patterlini, C. y Fernández, N. 2011. Flora de las sierras de Mar del Plata y Balcarce: Conocer para conservar, en Massone H. (comp.), Laguna de los Padres y la Brava, un recurso natural y social para cuidar y compartir. ISBN: 978-987-544-404-1.

Ley 10.907- Legislación de áreas naturales protegidas para la provincia de Buenos Aires

Actividades previas

Respondé el siguiente cuestionario

1) ¿Qué factores ambientales actuales o históricos han determinado la distribución y composición florística de las comunidades del área serrana de la provincia de Buenos Aires?

2) Identifica en el texto Sottile et al. (2011) factores ambientales o recursos limitantes para los organismos que habitan el sistema serrano y las adaptaciones que los organismos presentan frente a éstos. Luego completa este cuadro comparativo siguiendo el siguiente ejemplo:

Desarrollo del Trabajo Práctico:

Actividad 1: Observación y descripción de especies y comunidades vegetales 1.1. RECONOCIMIENTO DE LAS UNIDADES GEOMORFOLÓGICAS En la base de las sierras se reconocerán las diferentes unidades geomorfológicas que caracterizan el paisaje serrano con la ayuda de los docentes.

a) Señala en el mapa 1 las siguientes unidades geomorfológicas: cumbre plana, vertiente rocosa, lóbulos de solifluxión y llanura periserrana.

b) Marca en el mapa 1 los cursos de agua existentes. 1.2. DIVERSIDAD ESPECÍFICA (composición florística)

Observando el mapa 2 (imagen correspondiente al año 2013), podrás notar que la mayoría de las comunidades se encuentran tanto en la Sierra Grande como en la Sierra Chica. Desde hace varios años, el dueño de la estancia permite que el ganado pastoree en la Sierra Grande, por el contrario el paso de ganado hacia la Sierra Chica se encuentra restringido. El pastoreo y ramoneo altera la estructura de las comunidades vegetales. Por otro lado, en enero de 2014 se produjo un incendio de gran magnitud que consumió en su totalidad a las comunidades de la Sierra Chica. Actualmente las comunidades de la Sierra Chica se encuentran en plena regeneración. Para poder realizar la zonación de áreas con diferentes usos de esta potencial área protegida es necesario comparar la diversidad específica de comunidades de la Sierra Chica y de la Sierra Grande. Por eso se establecerán dos estaciones de muestreo, una estación en la Sierra Grande y otra estación en la Sierra Chica, por cada tipo de comunidad vegetal. En cada estación realizarán los relevamientos de los siguientes datos y completarán la Tabla 1, según: UNIDAD GEOMORFOLÓGICA: colocar el nombre de la unidad gemorfológica.

ESTACIONES DE MUESTREO: En cada estación de muestreo se colocará un cordel de 2 m de longitud. Se relevarán todos los organismos presentes a 0.5m de cada lado del cordel.

ESTRATOS de la vegetación: A: arbóreo (árboles de 1,50 m) a: arbustivo (leñoso, hasta 1,50 m) h: herbáceo bajo (hasta 0,50 m) y herbáceo alto (hasta 1 m)

Factor ambiental o recurso limitante Adaptación de las plantas

Viento como medio de transporte de granos de polen

Desarrollo de gran cantidad de polen, estambres con filamentos largos

ESPECIES: para cada estrato identificá las especies que interceptan el cordel. Utilizá para su identificación números correlativos y/o el nombre vulgar y/o de fantasía.

Algunos consejos para el registro de vegetación: Es conveniente realizar primero una especie de “diccionario de muestreo”. En una hoja de un cuaderno, primero se pegan ramitas pequeñas o flores de todas las especies que no conozcamos el nombre científico ni vulgar y se le asigna un nombre fantasía. Cuando se llega a un nuevo sitio de muestreo, se verifica que en este nuevo sitio no haya ninguna especie nueva que no tengamos en el diccionario. En caso positivo, primero se agrega al cuaderno los especimenes nuevos, se le da un nombre fantasía. En general los botánicos y ecólogos, luego del trabajo de campo, recurren a la utilización de claves dicotómicas en bibliografía específica o recurren a herbarios para determinar la especie de los ejemplares relevados.

COBERTURA: Medí la cobertura de cada especie sobre la transecta. Una cuestión importante al medir la cobertura de las especies vegetales sobre una transecta o una cuadrícula, es que en general en un área coexisten especies que tienen diferentes alturas y tipos de ramificación, por lo que puede suceder que la cobertura de dos o más especies/ formas biológicas se superponga. Por ejemplo, observa el siguiente esquema:

Las anotaciones de campo correspondiente a este sitio de muestreo podrían ser las siguientes: Especie A: 30% Especie B: 100% Especie C: 45% Es evidente que hay superposición de coberturas. En estos casos, antes de graficar esta información o analizarse, se deben recalcular estos porcentajes considerando a la cobertura total como la suma máxima de la comunidad vegetal y el porcentaje de

cobertura de cada especie debe recalcularse en función de esta última. Para este ejemplo: La cobertura total para el sitio es de: 175% por lo tanto los porcentajes de cobertura recalculados para cada especie serían los siguientes: Especie A: (30 / 175)*100= 17.14% Especie B: (100 / 175)*100= 57% Especie C: (45 / 175)*100= 45%

FORMA BIOLÓGICA: Asigná a cada especie el tipo biológico correspondiente. Ar: árbol, ab: arbusto, hb: hierba, ep: epífita, tr: trepador, pt: parásita, rt: rastrero, ju: juveniles o renovales leñosas (consultá el texto adjunto: Lindorf, Parisca y Rodríguez, 1991).

GRUPO VEGETAL: según los caracteres morfológicos observados, clasificá las especies en las diferentes Clases y/o Phyla.

Registro de especies en NATIVAS/ EXÓTICAS: con la ayuda de un docente clasifica las especies en nativas o exóticas (Ejemplo de especies exóticas que crecen en la sierra: acacia, diferentes especies de cardos, carda de cardar, cicuta).

Tipo de polinización (entomófila/anemófila): a partir de la observación de la morfología y características florales de cada especie, clasifícalas en entomófilas o anemófilas. Para una caracterización de ambos tipos florales consulta el texto adjunto a esta guía Sottile et al. (2011). En caso de que una especie no presente flores al momento del muestreo registra a esa especie como “indeterminada”.

NOTA: Deberán realizar un relevamiento fotográfico de las especies dominantes de plantas vasculares relevadas en cada estación.

Longitud de transecta

Arbustos

Hierbas

Árboles

ReferenciasSitio de muestreo

Especie A Especie B Especie C

1.3. DIVERSIDAD ECOLÓGICA (comunidades vegetales) En la base de la sierra, al finalizar el recorrido, completá la Tabla 2 con la información de todas las unidades de muestreo que están sintetizadas en la Tabla 1.

RIQUEZA: número total de especies.

DIVERSIDAD: existen diversos índices de diversidad, la ventaja de estos índices es que permiten incluir en su cálculo, la representación relativa de cada uno de los organismos presentes en una comunidad. En esta oportunidad utilizaremos el índice de Shannon y Weaver (H’) cuya fórmula es la siguiente:

Donde pi es la abundancia relativa de cada una de las especies relevadas (% de cobertura), ln es el logaritmo natural y ∑ es la sumatoria del múltiplo de cada una de las abundancias relativas por su logaritmo natural.

NÚMERO TOTAL DE ESPECIES NATIVAS/ EXÓTICAS EFECTO O ACCIONES ANTRÓPICAS: ¿Observas algún tipo de modificación en las

estructuras vegetativas, distribución de la vegetación y/o especies, que puedan ser atribuidas al efecto antrópico?, enumerá las observaciones realizadas.

Actividad 2: Análisis de los datos (para realizar en casa) 2.1. A partir de los datos relevados realizá los siguientes gráficos. - Figura 1a: Realizá un gráfico de barras apareadas entre el número de especies (Riqueza florística total (número total de especies) / estación de muestreo) presentes en estaciones de muestreo de la Sierra Grande y Sierra Chica para cada tipo de comunidad vegetal descripta en el Mapa 2. Figura 1b: Realiza el mismo gráfico con los valores del índice de diversidad de Shannon- Weaver

Comunidad 1

Sierra grande

Sierra chica

Comunidad 2 Comunidad 3 Comunidad 4 Comunidad 5

Número de especies

- Figura 2: Realizá un gráfico de torta con la cobertura total de grupos vegetales (briofitas, pteridofitas, gimnospermas, angiospermas monocotiledóneas y angiospermas dicotiledóneas) por cada estación de muestreo y compará los gráficos de aquellas estaciones que pertenezcan al mismo tipo de comunidad vegetal (Ejemplo: Comunidad 1- Sierra Grande versus Comunidad 1- Sierra Chica).

Ejemplo: Comunidad 1

Sierra GrandeAngiospermas

dicotiledóneasBriofitas

Pteridofitas

Gimnospermas

Angiospermas

monocotiledoneas

Sierra chica

Angiospermas

monocotiledone

as

Gimnospermas

Pteridofitas

Briofitas

Angiospermas

dicotiledóneas

Sierra GrandeAngiospermas

dicotiledóneasBriofitas

Pteridofitas

Gimnospermas

Angiospermas

monocotiledoneas

Sierra chica

Angiospermas

monocotiledone

as

Gimnospermas

Pteridofitas

Briofitas

Angiospermas

dicotiledóneas

- Figura 3: Compará mediante gráficos de torta el porcentaje de especies vegetales exóticas versus especies vegetales nativas para cada una de las estaciones de la Sierra Chica y cada una de las estaciones de la Sierra Grande. Ejemplo:

Comunidad 1

Especiesexóticas

Especiesnativas

Comunidad 2 Comunidad 3 Comunidad 4 Comunidad 5

Sierr

a G

rande

Sierr

a C

hica

Comunidad 1 Comunidad 2 Comunidad 3 Comunidad 4 Comunidad 5

Figura 4: Compará mediante gráficos de torta el porcentaje de especies entomófilas versus especies anemófilas para cada una de las estaciones de la Sierra Chica y cada una de las estaciones de la Sierra Grande. Ejemplo: ídem figura 3, donde las referencias deberían ser: entomófilas, anemófilas o indeterminadas.

2.2. A partir de los gráficos obtenidos y las observaciones de campo respondé las siguientes preguntas que serán debatidas al finalizar el TP de Adaptaciones (3er Bloque):

a) ¿Qué tipo de comunidad presenta mayor riqueza específica? ¿Se obtienen la misma

conclusión utilizando el valor de riqueza y del índice de Shannon- Weaver? b) ¿Existe algún grupo vegetal que se encuentre restringido a un único tipo de

comunidad? En caso positivo especifica cuáles. c) En términos generales al comparar entre los mismos tipos de comunidades, ¿qué sierra

presenta mayor diversidad de especies vegetales? d) ¿Qué tipo de comunidades presentarían un alto valor para la conservación de la

diversidad de insectos polinizadores? ¿Por qué? e) En general, las especies exóticas colonizan áreas que han sido disturbadas o están

sometidas a presiones antrópicas intensas, por lo que la cobertura de especies exóticas podría ser un buen indicador del grado de impacto antrópico de un área (a mayor cobertura de especies exóticas, mayor impacto antrópico). Utilizando este criterio… ¿Qué comunidades y cuál sierra presenta mayor impacto antrópico?

Actividad 3: Interpretar la diversidad vegetal de las sierras de la Estancia Paititi y confeccionar una propuesta de manejo de la futura área protegida A partir de los resultados obtenidos, la lectura de la bibliografía y la ley 10.907. 3. a) Realizá una zonación sobre el mapa 1 del área que ocupará la reserva provincial.

Delimitá la superficie de la reserva en: - Zona intangible - Zona de uso extensivo - Zona de uso intensivo Argumentá la zonación que realizaste utilizando la información recolectada durante la salida de campo. 3. b) Marcá sobre el mapa 1 un posible recorrido de reconocimiento de las comunidades de las

sierras que permita a los visitantes aprender sobre:

- El efecto de la invasión de especies exóticas sobre las especies nativas - La diversidad de distintos grupos vegetales - Las adaptaciones de diferentes especies a distintos factores ambientales

3. c) Con las actividades realizadas elaborarán un informe grupal que se entregará el día 7/11. Confecciona el informe respetando la siguiente estructura:

Introducción Breve descripción del área de estudio, argumento sobre por qué esta zona podría ser declarada como “reserva natural” según la ley 10.907. Objetivos de este estudio.

Materiales y Métodos Breve explicación de la metodología de muestreo de la vegetación y las variables registradas.

Resultados Análisis de datos: Tablas 1, 2 y figuras 1, 2, 3 y 4. Explicación de resultados de las figuras y tablas con información de las preguntas de la Actividad 2.2.

Conclusión - Presentación de la zonación de la reserva. - Breve explicación de qué podrían observar los visitantes en distintos puntos del recorrido propuesto. - Establecimiento de condiciones compatibles con el pastoreo y justificación.

Bibliografía Citas de textos utilizados.

Tabla 1: Relevamiento de la diversidad específica de las Sierras Grande y Chica de la Estancia Paititi Alumnos:................................................................................................................................................................................. Docente:…………………………………… Nombre de la comunidad relevada:…………………………………………………….

Sierra Grande/Chica

Unidad geomorfológica

Fisonomía Especie Grupo Vegetal

Forma biológica

Cobertura Exótica/ Nativa

Entomófila/ Anemófila

Tabla 1: Relevamiento de la diversidad específica de las Sierras Grande y Chica de la Estancia Paititi Alumnos:................................................................................................................................................................................. Docente:…………………………………… Nombre de la comunidad relevada:…………………………………………………….

Sierra Grande/Chica

Unidad geomorfológica

Fisonomía Especie Grupo Vegetal

Forma biológica

Cobertura Exótica/ Nativa

Entomófila/ Anemófila

Tabla 2: Relevamiento de la diversidad específica de las Sierras Grande y Chica de la Estancia Paititi Alumnos:................................................................................................................................................................................. Docente:……………………………………

Sierra

Tipo de comunidad

vegetal

Riqueza Índice de diversi-dad de

Shannon- Weaver

Nº de especies exóticas

Nº de especies nativas

Nº de especies

ento- mófilas

Nº de especies

ane- mófilas

Nº de especies indetermi

nadas

Briofi-tas %

Pterido- fitas %

Gimnos- permas

%

Angios- permas

%

Acciones antrópicas

Grande Comunidad 1: ……………..

Chica Comunidad 1: …………….

Grande Comunidad 2:

Chica Comunidad 2

Grande Comunidad 3

Chica Comunidad 3