Historia de incendios en bosques de Araucaria araucana (Molina) K. Koch de Argentina a través de un análisis dendroecológico

• Main Author: Mundo, Ignacio Alberto
• Other Authors: Roig Juñent, Fidel A., Barrera, Marcelo
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: Spanish
• Published: 2011
• Subjects: Ciencias Naturales; Ancho; Argentina; Baja; Fuerte; Molina; Patagonia; Referencia; antartic*; Antártica
• Online Access: http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/4915; https://doi.org/10.35537/10915/4915

El fuego ha sido un factor recurrente en el área de distribución de Araucaria araucana (Molina) K. Koch. La presencia de carbón en registros polínicos y sedimentarios que cubren los últimos 44.000 años sugiere que los fuegos naturales han tenido un rol significativo en la modelización del paisaje. A pesar de las reconstrucciones de historia de incendios realizadas con diferentes especies arbóreas en el norte de Patagonia, en el caso de los bosques de A. araucana de Argentina no se han realizado estudios aplicando técnicas dendrocronológicas para reconstruir la frecuencia de fuegos de los últimos siglos. El objetivo general de esta tesis es contribuir al conocimiento y entendimiento de la historia espacio-temporal de los incendios y su relación con la dinámica de los bosques de A. araucana en Argentina. Los objetivos particulares son 1) generar una red de cronologías de ancho de anillos de referencia para estudiar la relación clima-crecimiento de A. araucana, 2) reconstruir la historia de incendios en estos bosques a través de una red regional de cronologías de incendios sobre la base de la información aportada por cicatrices de fuego datadas por técnicas dendrocronológicas, 3) analizar la relación entre la ocurrencia de fuegos y la variabilidad climática, particularmente vinculada a eventos de El Niño-Oscilación Sur (ENSO), 4) determinar la incidencia del fuego en la dinámica de los bosques a través de la estructura de edades, el establecimiento de cohortes y el análisis de las tasas de crecimiento y 5) integrar las diferentes evidencias y resultados de incendios a fin de lograr una interpretación regional por fuentes múltiples sobre la historia de los fuegos en bosques de A. araucana de Argentina. Los muestreos se realizaron en 10 sitios entre los 37º y 40º de latitud sur con el objetivo de cubrir la mayor variabilidad posible de casos dentro del rango de distribución de A. araucana en Argentina. La gran similitud de las tendencias de crecimiento entre las 17 cronologías de ancho de anillos (10 desarrolladas en este estudio y 7 ya exitentes) observada a través del análisis de correlación, permite afirmar que existe una señal común en toda la región. En otros términos, se puede inferir que en el área de estudio existen condiciones climáticas determinantes que generaron esa similitud en los patrones de crecimiento. La cronología regional promedio, que incluyó en total 621 series, resultó en una expresión sintética del crecimiento de A. araucana en toda la región para el período 1140-2006. A través del análisis de cluster y de componentes principales (PCA), se distinguió la existencia de dos grupos de cronologías: uno que reunió a los sitios ubicados hacia el este (grupo estepario) y otro hacia el oeste (grupo mésico). Respecto a la respuesta al clima, la relación más fuerte se encontró con la temperatura del verano anterior. Por otra parte, se halló una relación positiva con las precipitaciones durante la estación de crecimiento. Este resultado fue concordante con una relación negativa con el índice de Oscilación Antártica (AAO). Además, se encontró una relación negativa entre las anomalías de la temperatura del mar en la zona Niño 3.4 de la primavera-verano previo con el crecimiento del grupo estepario. El análisis de 246 secciones parciales con cicatrices de fuego permitió distinguir la importancia que han tenido los incendios como agentes de disturbio en los bosques de A. araucana en los últimos 460 años. El fuego más antiguo fue datado en 1441 en el sitio de Nahuel Mapi. Los intervalos medio de fuego compuesto variaron entre 5 y 16,3 años. En aquellos registros que cubrieron más de dos siglos, se encontró un aumento en la ocurrencia de incendios durante el siglo XIX. A nivel de sitio, y en escala regional, se observó una fuerte disminución en la ocurrencia de incendios desde comienzos del siglo XX. La creación del Parque Nacional Lanín (1937), los cambios en las pautas culturales y la política de control y lucha contra incendios desde 1930, quedaron plasmados en la historia de incendios de los diferentes sitios debido al notable aumento en los intervalos medios de fuego a partir de esa década. Al analizar todas las fechas de cicatrices de fuego a nivel regional en comparación con la cronología regional standard de A. araucana se observó que la ocurrencia de estos eventos se relacionó significativamente con años de bajo crecimiento. Sin embargo, las fechas de todos los incendios y de aquellos de gran magnitud no tuvieron una asociación clara con reconstrucciones de temperaturas de verano y precipitaciones de noviembre-diciembre para la zona. La falta de una relación clara entre las fechas de incendios de cada sitio en comparación con el crecimiento de A. araucana a nivel regional, estaría indicando que la ocurrencia de estos disturbios respondería a factores antrópicos locales. A pesar de este hallazgo, se encontró una leve tendencia de correspondencia entre la ocurrencia de fuegos y las últimas etapas de eventos El Niño, cuando los veranos son cálidos y secos, y/o cuando el sistema ENSO está en transición a la fase La Niña. Se analizó la estructura forestal, el establecimiento y las liberaciones en el crecimiento en siete de los rodales en donde se reconstruyeron sus respectivas historias de incendios. En los mismos se encontaron estructuras de cohortes múltiples, claras respuestas a la recurrencia de incendios. En términos regionales, el patrón de aumento tanto en el establecimiento como en el número de fuegos hasta 1840 estaría indicando cierto sinergismo entre ambos procesos. Sin embargo, superado cierto umbral de número de incendios y manteniéndose este número casi constante durante varias décadas, se produjo el descenso en el número de individuos que se establecieron. Las condiciones climáticas que favorecieron el crecimiento regional de la especie también condicionaron el establecimiento en la misma escala a pesar de la respectiva historia de incendios. Además, en función de la relación entre el número de incendios datados por décadas y el número de liberaciones, casi el 70% de los cambios en el crecimiento están asociados a fuegos. Dada la baja o nula densidad de plántulas hallada en la mayoría de los sitios y considerando la baja frecuencia de incendios en la última década, se cree que en la actualidad existen otros factores o disturbios que podrían estar limitando el establecimiento de A. araucana. Fire has been a frequent disturbance in the Araucaria araucana (Molina) K. Koch. forests. The presence of charcoal in sedimentary pollen records covering the last 44,000 years suggest that natural fires have played a significant role in landscape modeling. Despite the existence of fire history reconstructions for forests dominated by different species in northern Patagonia, in the case of A. araucana in Argentina, no evidence of application of dendrochronological techniques for reconstructing fire history has been found. The overall objective of this thesis is to contribute to the knowledge and the understanding of spatial and temporal variations in fire history and its relationship to A. araucana forest dynamics in Argentina. The specific objectives of this thesis are: 1) to generate a network of ring-width chronologies for the study of A. araucana growth and its climate response, 2) to reconstruct the fire history of these forests through a regional network of fire chronologies based on information provided by fire scars using dendrochronological techniques, 3) to determine the relationship between the occurrence of fires and climate variability, particularly related to El Niño-Southern Oscillation (ENSO) events, 4) to determine the incidence of fire as a forest modeler through the analysis of age structures, establishment of cohorts and growth rates and 5) to integrate the different evidences and results in order to achieve a regional multi-source interpretation of fire history in A. araucana forests of Argentina. Sampling was conducted in 10 sites between 37 and 40º S along the A. araucana range of distribution in Argentina. A correlation matrix of 17 ring-width chronologies (10 developed in this study and 7 from previous studies) showed significant correlations and great similarity between all records over the common interval 1676-1974. In other words, weather conditions are quite homogeneous throughout the area, which is expressed by similar growth patterns. The average regional chronology, which included a total of 621 series, resulted in a synthetic growth expression throughout the region for the period 1140-2006. Although the entire region shares a common climate, cluster and principal component analyses clear differentiated two main growth patterns related to the mesic- and dry sites at the western and eastern sectors, respectively. In terms of climate response, the strongest relationship was found for temperatures of the previous summer. Moreover, a positive relationship with rainfall during the current growing season was found. This result was consistent with a negative response to the Antartic Oscillation index (AAO). On the other hand, there was a significant negative relationship between the previous springsummer anomalies of Niño 3.4 sea surface temperatures and the radial growth of the xeric group. The great role that fires played as a disturbance agent in A. araucana forests during the last 460 years was verified by the analysis of 246 fire-scarred partial cross-sections. The oldest fire was dated in 1441 in Nahuel Mapi. The composite mean fire intervals ranged between 5 and 16.3 years. In those records that covered over two centuries, an increase in fire occurrence during the nineteenth century was found. At site and regional level there was a sharp decrease in fire occurrence since the early twentieth century. The creation of the Lanín National Park (1937), changes in the human activities and wildfire suppression by fire-fighting policies since 1930, produced an important effect on fire histories due to the significant increase in mean fire intervals since that decade. Analyzing all fire scars dates at a regional level in comparison with the standard regional chronology, the occurrence of these events was significantly associated with years of low growth. However, all fires dates and those of high magnitude could not be clearly associated with reconstructions of summer temperatures and November-December rainfall for the area. At site level, the lack of a clear relationship between local fire dates and A. araucana regional growth, would indicate that the occurrence of these disturbances was consequence of local human factors. Despite these findings, there was a slight tendency of correspondence between the regional fire occurrence during the late Facultad de Ciencias Naturales y Museo (FCNM)