Dr. Paulo Moreno
| Email: | paulo.moreno@ciep.cl |
|---|---|
| Teléfono: | +56 (67) 2247801 |
| Dirección: | Km 4,5 Camino a Puerto Aysén, Sector El Arenal |
Proyectos
2021 – 2025
La investigación del programa PATSER (Ecosystem, climate change and socio-environmental linkages along the continental-ocean continuum. Long-term socio-ecological research in Patagonia),se centra en la función de los ecosistemas y sus vínculos a lo largo del gradiente, el que va desde los sistemas terrestres de agua dulce, hasta los sistemas marinos interiores (fiordos). La propuesta del Centro de Investigación en Ecosistemas de la Patagonia (CIEP) se basa en utilizar la infraestructura existente, la que incluye redes de monitoreo y sensores dentro de los ecosistemas, como, por ejemplo, parcelas de bosque, cuencas, lagos y fiordos monitoreados a largo plazo. El programa también considera, como un factor relevante, el componente humano de este gradiente natural, tanto el legado histórico de la actividad humana (incendios, patrones de ocupación y paleogeografía), como el desarrollo moderno y las tendencias en el uso de la tierra, que acontecen en una región con más de la mitad de su superficie designada como áreas silvestres protegidas. Por otra parte, se busca comprender la función de los ecosistemas y las respuestas a los pulsos y los factores de estrés, con el fin de determinar el equilibrio seguro entre el cambio global y el uso local de la tierra.
2019-2022
El conocimiento respecto a la cuantificación de Servicios Ecosistémicos (SE), la dinámica entre ellos, su importancia relativa, los forzantes que afectan su producción, entre otros aspectos asociados a los SE es muy escaso. Por otro lado, observamos una creciente presión sobre el uso de bienes del mercado actual de los bosques, obviando el valor extra de los SE producidos por los sistemas boscosos para el bienestar humano. Lo anterior se traduce en que los propietarios no identifican a los bosques como un negocio rentable, provocando una extracción excesiva de individuos, generando una degradación paulatina que en muchos casos se convierte en la pérdida de la condición de bosque. Aumentando el problema, los propietarios prefieren el cambio de uso del bosque, a través de quemas que se traducen en nuevas praderas con bajo potencial ganadero y una degradación futura más severa del sistema afectado. El objetivo de esta proyecto, es describir y cuantificar la provisión de al menos cuatro SE como son la provisión de madera y agua limpia, el almacenamiento de carbono como un SE de regulación climática, el suelo desde un punto de vista de soporte y también se incorporará la riqueza de especies incorporándola como capital natural. Para esto se evaluarán 12 cuencas en dos zonas con distinta pluviometría y temperaturas, asociados a dos tipos de bosque, caducifolio y siempreverde, y a distintos niveles de intervención humana.
2017-2019
Los bosques y ríos son ecosistemas esenciales para la conservación de la biodiversidad, mitigación del cambio climático, regulación de ecosistemas dulceacuícolas y provisión de agua potable. por ello, se realizó un mapeo de cuencas de bosques sin intervención en la Patagonia Chilena (41-55°S), abarcando el sur de la región de los Lagos, Aysén y Magallanes. En base a imágenes satelitales, junto a una validación en terreno, se confirmó la ausencia de impactos significativos de ganadería, cosecha y caminos en aproximadamente 200 microcuencas distribuido en las tres regiones.
Financia: Kaplan Foundation
Publicaciones
https://hdl.handle.net/11567/1147295
La región Patagonia occidental austral (WSP, por su sigla en inglés), caracterizada por sus paisajes salvajes y remotos, representa uno de los últimos bastiones de entornos naturales prístinos en la Tierra. Con una colonización reciente y una intervención humana limitada, una parte significativa de este territorio conserva su estado natural. La WSP presume de majestuosos ríos, extensos lagos y los campos de hielo templado más grandes del mundo, lo que la hace un área geográficamente distinta. A diferencia de los Andes del norte, carece de un valle central, lo que se traduce en distancias lineales relativamente cortas y pronunciadas pendientes desde el nacimiento hasta el mar. A través de esta topografía se moldea un complejo sistema de canales y fiordos, lo cual contribuye a uno de los litorales más extensos del mundo. Las descargas de agua dulce a canales y fiordos crean una estructura vertical de dos capas, lo que influye en varios parámetros medioambientales como la salinidad, temperatura, biogeoquímica, luz disponible y las comunidades biológicas. Sin embargo, la variabilidad de estas descargas, influenciada por factores como precipitaciones, temperatura, accidentes geográficos, vegetación y uso del suelo, añade complejidad al sistema. Aunque se reconoce la importancia de las descargas de agua dulce en los ecosistemas costeros de la Patagonia, aún no se termina de comprender su magnitud, contenido nutritivo, variaciones estacionales y respuestas al cambio climático. El monitoreo se limita a los ríos principales, con brechas importantes en el área del archipiélago, que recibe mayores precipitaciones. Además, los ríos tributarios de cabecera, sensibles al uso del suelo y a los cambios climáticos, han recibido menos atención que los ríos más grandes. En este estudio se busca cuantificar las descargas costeras de agua dulce en WSP, evaluar los efectos de alteraciones en el uso del suelo y en la cubierta vegetal en la escorrentía. Los objetivos específicos incluyen caracterizar la escorrentía en cuencas terrestres, identificar los bioindicadores de los efectos del cambio en el uso del suelo, y explorar las relaciones entre los indicadores hidrológicos, el uso del suelo y las variables climáticas. El estudio utiliza enfoques regionales y a macroescala en las cuencas costeras e investigaciones intensivas a microescala en ríos tributarios de cabecera. El capítulo 1 se enfoca en estimar las descargas de agua dulce en la totalidad del área de estudio mediante un modelo hidrológico, teniendo en cuenta factores como el suelo, la geología, el uso del suelo y el clima. El capítulo 2 investiga el aporte del agua dulce a los fiordos interiores, analizando fuentes tales como la precipitación, la escorrentía costera y la ablación glaciar. En el capítulo 3 se lleva a cabo un análisis a microescala de los ríos tributarios de cabecera para detectar los primeros efectos de los cambios en el uso del suelo y evaluar el impacto de diferentes regímenes hidrológicos. En estudios regionales complementarios incluidos en el apéndice se examina la influencia del cambio del uso del suelo en las comunidades de macroinvertebrados acuáticos y se identifican bioindicadores de la degradación forestal en los bosques perennifolios de la Patagonia. Esta investigación aporta conocimientos esenciales acerca de la dinámica hidrológica y ecológica de WSP, una región de importancia mundial por su naturaleza y los cambios medioambientales en curso.
Palabras clave: Escorrentía, Fiordos, Cuencas, Patagonia occidental austral, Descarga costera, Agua dulce
https://doi.org/10.22352/MAGALLANIA202351017
Resumen
Una comprensión cabal de las tendencias espaciales del arte rupestre a escala regional requiere un apropiado manejo de la información, la cual no siempre es equivalente en calidad o detalle. Fruto del trabajo de distintos equipos de investigación a través del tiempo y con el uso de distintas metodologías es esperable que áreas amplias ostenten un alto grado en la diversidad de los datos. Este es el caso de la región de Aisén en Patagonia centro occidental, donde pese a la profusión de arte rupestre, su información asociada es variablemente conocida, desigualmente publicada y con disímiles niveles de accesibilidad. Sin embargo, dado el gran interés que concitan estas manifestaciones y la necesidad de distintos actores sociales de informarse para la adecuada protección del patrimonio, se desarrolló una sistematización de información a escala regional con el fin de poner a disposición un cúmulo de datos validados y útiles para científicos, autoridades y comunidades locales. En esta contribución se presenta la metodología implementada en dicha investigación y sus resultados. Ésta corresponde a una etapa inicial en el procesamiento de la información en una escala regional, en la cual se espera que se acrecienten las diferencias y para la cual se precisan estrategias que integren equipos de investigación, disciplinas y visiones. No obstante, el uso de información estandarizada a nivel espacial y contextual, y en términos de la descripción de atributos básicos del arte rupestre, permiten obtener resultados iniciales en cuanto a la distribución espacial de las manifestaciones y su cronología asociada.PDF
https://doi.org/10.1093/aob/mcad053
La vulnerabilidad y capacidad de respuesta de los bosques ante la sequía es altamente variable entre los biomas. Las respuestas intraespecíficas de los árboles ante la sequía en especies con una gran amplitud de nicho que crecen en ambientes climáticamente opuestos podrían entregar información clave en cuanto a la resistencia de los bosques y la distribución de las especies en un contexto de cambio climático. Usando especies con nichos amplios excepcionalmente grandes, se comprobó la hipótesis que las poblaciones de árboles que prosperan en ambientes secos son más resistentes a la sequía que aquellas que crecen en áreas húmedas.
Metodología
Se determinaron tendencias temporales en el crecimiento radial de los árboles de 12 poblaciones de Nothofagus antartica (Nothofagaceae) ubicadas dentro de un abrupto gradiente de precipitaciones (precipitación anual de 500 – 2000 mm) en Chile y Argentina. Se instalaron modelos aditivos generalizados mixtos para predecir el incremento anual del área basal en función del año y la sequedad (índice de aridez de De Martonne) a través de métodos de dendrocología. Además, se midieron las señales isotópicas de carbono y oxígeno (y la eficiencia del uso del agua intrínseca estimada) para otorgar potenciales causas fisiológicas de las respuestas de crecimiento de los árboles ante la sequía.
Resultados principales
Se encontraron mejoras inesperadas en el crecimiento en áreas húmedas entre 1980 – 1998, mientras que las respuestas de crecimiento en áreas secas fueron mixtas. En todas las poblaciones, sin importar la humedad del área, se vio un aumento en su eficiencia intrínseca del uso del agua en décadas recientes, una tendencia que parece ser explicada por un aumento en la tasa fotosintética en vez del cierre estomático provocado por sequías, dado que δ18O no cambió con el paso del tiempo.
Conclusiones
La ausencia de efectos negativos provocados por la sequía en una especie arbórea con una gran amplitud de nicho es prometedora, ya que podría estar relacionada con los mecanismos causales que poseen las especies arbóreas para enfrentar los fenómenos de sequía actuales. Se sugiere que la resistencia ante la sequía de N. antarctica podría atribuirse a su altura menor y tasa de crecimiento relativamente baja.
Palabras clave:
Estrés hídrico, Ecología del cambio global, Eficiencia intrínseca del uso del agua, Gradiente de precipitación, Isótopos, Interacciones plantas-clima, Patagonia, Tendencias de crecimiento de los árboles.
https://doi.org/10.1016/j.pocean.2023.102982
El mar interior del archipiélago de la Patagonia (PAIS por su sigla en inglés) es uno de los sistemas de fiordos más grandes en el planeta. Estas aguas costeras incluyen áreas recónditas y prácticamente prístinas en las cuales las precipitaciones/escurrentía y el deshielo glaciar intensifican la interacción tierra-océano, lo cual incide en las características biológicas, físicas y químicas del agua oceánica superficial subantártica (SAASW por su sigla en inglés) que inundan las cuencas de los archipiélagos. La mezcla de SAASW con agua continental repleta de silicio y hierro, más el crecimiento de diatomeas ocurrirían de manera simultánea con una reducción rápida de los macronutientes del SAASW. Por lo tanto, el metabolismo de fitoplancton (p.ej.: la utilización de macronutrientes para la producción primaria) en estuarios de la Patagonia sur ya se ha asumido previamente como independiente de la disponibilidad de hierro (es decir, condiciones con abundante hierro). Los resultados experimentales que se muestran aquí sugieren que la reducción de nitrato y fosfato en agua con salinidad baja (29) puede ser mejorada por un enriquecimiento de hierro disuelto de 5nm (de 13 % y 28 %, respectivamente) durante la fase de desarrollo del florecimiento de diatomeas. El enriquecimiento simultáneo de hierro (5nm) y ácido silícico (5 µM) en estas aguas de estuarios dio como resultado una mejora de absorción de macronutrientes similar, un incremento de 119 % en la producción de sílice biogénica y una duplicación de la abundancia de la especie Pseudo-nitzschia (una diatomea capaz de producir ácido domoico, una neurotoxina). Se sugiere que los pulsos de agua dulce natural de formas alóctonas de hierro y silicio biodisponibles a aguas interiores del archipiélago de la Patagonia durante el comienzo de la temporada productiva desempeñan un rol potencialmente significativo en la modelización de las dinámicas de macronutrientes (entrada versus utilización) y en la influencia a la formación de grupos de fitoplancton en la cos
https://doi.org/10.3390/land11081351
Comprender la utilización de corredores biológicos naturales es esencial para caracterizar el uso pasado de paisajes marginales ocupados en los bordes de las tierras altas de la Patagonia occidental habitada por grupos de cazadores-recolectores de esta región. En este estudio, se combinaron modelos de rutas de bajo costo, sondeos arqueológicos y excavaciones para determinar los posibles desplazamientos a lo largo de la margen sur del lago General Carrera. La metodología incluye definir datos inciertos que permiten modelar un conjunto de rutas equiprobables, de esta manera evitar los errores y sesgos de predictores ambientales, como la ladera, la superficie del suelo y la estacionalidad. Los resultados identifican cuellos de botella en los corredores biológicos de movilidad, es decir, zonas geográficas con una alta probabilidad de que converjan rutas de viaje con recorridos equiprobables. Además, se identificaron las zonas en las que es probable que las rutas de desplazamiento diverjan en múltiples rutas semiparalelas. El estudio de los yacimientos arqueológicos proporciona datos estratigráficos para establecer la cronología y las características de la movilidad a lo largo de este transecto. La correlación entre los yacimientos arqueológicos y las rutas, en concreto para los escenarios de control y los de invierno, demuestra la calidad de estas predicciones de rutas. Estos resultados indican el uso repetido de espacios internodales que se incorporaron eficazmente a la movilidad durante los últimos tres milenios.
Palabras clave: movilidad en el pasado; superficies de costa; variabilidad estocástica; rutas de cazadores-recolectores; Holoceno tardío; Patagonia Centro-Occidental; rutas de bajo costo
https://doi.org/10.1111/1365-2435.14158
Carbohidratos no estructurales predicen la supervivencia de árboles temperados jóvenes bajo estrés por carbono.
1. Los carbohidratos no estructurales (CNE) intervienen en la supervivencia de las plantas cuando el balance de carbono (C) de la planta es negativo, lo que sugiere que los CNE podrían predecir la supervivencia de la planta bajo estrés por C. Para examinar esta posibilidad, se expusieron plántulas de seis especies a distintos niveles de estrés por C combinando dos condiciones de luz (plena disponibilidad de luz y sombra profunda) y dos niveles de defoliación (defoliación severa y sin defoliación). Entonces, se midió la supervivencia, la biomasa y el total de CNE, además de la concentración de azúcares solubles (AS) en diferentes órganos de plántulas vivas y muertas.
2. Se estimaron los contenidos y concentraciones promedio de CNE y AS por plántula y se ajustaron modelos logísticos generalizados de efectos mixtos para determinar si los CNE y AS predicen la supervivencia. Mediante modelos de predicción inversa, también se determinó si existe un umbral común de CNE y AS entre especies en el momento de la muerte de plántulas.
3. La defoliación y la sombra redujeron los contenidos promedio de CNE y AS de los árboles jóvenes, lo que indica estrés por C. El contenido promedio y las concentraciones de CNE y AS de los árboles jóvenes predijeron bien la supervivencia, además la robustez de los modelos mejoró con la inclusión de especies. Al morir, las plántulas de la especie exótica caducifolia Acer pseudoplatanus mostraron contenidos promedio de CNE y AS significativamente más bajos que plántulas de la especie de conífera de hoja perenne Podocarpus nubigenus y concentraciones de CNE y AS más bajas en el tallo que la especie de hoja ancha perenne Drimys winteri.
4. La función energética que tienen los CNE y AS en plantas bajo estrés por C se evidenció por la capacidad de estos compuestos para predecir la supervivencia de plántulas bajo estrés por C. No se encontró ningún umbral común de contenidos o concentraciones de CNE y AS para la supervivencia de plántulas entre especies, lo que indica que el nivel de estos compuestos puede no ser un buen referente para las comparaciones interespecíficas de tolerancia al estrés por C. Quizás, existen límites específicos en cada especie para la movilización y uso de CNE y AS en el metabolismo.
5. Los resultados anticipan que la inclusión de CNE y AS en el modelo mejorará las predicciones respecto a las respuestas de los árboles al cambio climático en curso. No obstante, se requiere una mejor comprensión de las múltiples funciones que desempeñan los carbohidratos en la supervivencia de las plantas bajo estrés por C para llevar las predicciones a nivel de comunidad.
https://doi.org/10.1111/fwb.13853
Composición y riqueza de la comunidad de macroinvertebrados a lo largo de gradientes extremos: función de las variables locales, de cuenca y de variables climáticas en la cabecera de arroyos de patagónicos
Se investigó cómo la interacción de variables ambientales multiescala afecta la composición taxonómica y también a los grupos funcionales de alimentación de macroinvertebrados en arroyos de cabecera de la Patagonia occidental en el sur de Chile (45-47°S), una región caracterizada por gradientes climáticos extremos, cuencas boscosas intactas y un reciente e intenso cambio en el uso del suelo. La oportunidad de establecer patrones de diversidad biológica/funcional es primordial para las condiciones cercanas a las de referencia de los arroyos de cabecera.
2- Se utilizó el orden por escalas multidimensionales y el análisis de árbol de regresión potenciado para evaluar la relación entre el tramo, la cuenca, el espacio, las variables climáticas regionales y la estructura comunitaria de macroinvertebrados.
3- La gran diversidad de depredadores en arroyos de baja productividad, junto con especies no registradas previamente para este rango latitudinal, destacan las características únicas y el conocimiento bastante limitado sobre las comunidades de arroyos de agua dulce de la Patagonia.
4- Dos grupos principales de variables ambientales se relacionaron con la diversidad tanto taxonómica como funcional de los grupos de alimentación. Las variables fuertemente asociadas estaban relacionadas con la superficie forestal (e inversamente con la zona alpina) a escala de cuenca, junto con la velocidad de los arroyos a escala local. El segundo grupo reflejaba indicadores locales de productividad y aportes meteorológicos, que estaban asociados al gradiente regional de precipitaciones este-oeste.
5- Se presenta un modelo conceptual de los efectos a escala de cuenca sobre los grupos funcionales de invertebrados en arroyos de cabecera boscosos. Si bien los resultados ponen en evidencia las potenciales características particulares de la región estudiada, también proponen una generalización macro-ecológica de cómo las variables del cambio global, que operan en las cuencas de montaña, pueden afectar diferencialmente a los ecosistemas de arroyos como consecuencia de las variaciones en el gradiente bosque/alpes, a través de los biomas templados caducifolios y perennifolios.