Bosque, Vol. 23 N° 2, 2002, pp. 43-49 ARTICULOS
Efecto de la variabilidad interanual de las precipitaciones sobre el desarrollo de plantaciones de Pinus radiata (D. Don) en la zona de los arenales VIII Región, Chile * The effect of the inter-annual variability of rainfall on the development of Pinus radiata (D. Don) plantations in the sandy soil zones of VIII region of Chile
ANTON HUBER, RAMIRO TRECAMAN * Estudio
financiado por el proyecto FONDECYT 1980991. SUMMARYThe effects of the inter-annual variability of rainfall and different treatments on the water balance and the development of Pinus radiata (D. Don) plantations in sandy soils in the VIII region of Chile were analyzed. It was necessary to determine the quantity of rainfall that fell on the ground, the temporal variation of the edaphic water content, the net evapotranspiration and the development of the forests during two consecutive years that had a similar quantity of rainfall, but with a different temporal distribution. The study was carried out in two plantations of 12-year-old Pinus radiata with a planting density of 1,200 and 550 trees/ha, respectively. To determine the periodic variation of the increase in the basal area per hectare and the average per tree, the diameter of 25 trees was measured monthly. An inverse relationship between the planting density and the average diameter increase of the trees was noticed. This was principally because, in the sandy zones and especially during times of little rain, more rain reached the ground in the less dense plantation where canopy interception was less. The net evapotranspiration in both stands is practically the same and so one can deduce that the less dense plantation has a greater availability of water per tree, which affected the growth significantly. An important consideration that influenced the growth of both plantations during the two years was the soil water availability at the beginning of the period of greater growth. This is important if one considers that during summer there is very little rainfall. Key words: rainfall variability, Pinus radiata, development, sandy soils. RESUMENSe analizó el efecto que tiene la variabilidad interanual de la distribución temporal de las precipitaciones sobre el balance hídrico y el desarrollo de una plantación de Pinus radiata (D. Don) sometida a distintos manejos en la zona de los arenales de la VIII Región de Chile. Para ello se determinó la cantidad de precipitaciones que llegó al suelo, la variación temporal del contenido de agua del suelo, la evapotranspiración neta y el desarrollo de los rodales durante dos años consecutivos que tuvieron una cantidad similar de precipitaciones, pero con una distribución temporal distinta. El estudio se realizó en una plantación de Pinus radiata de 12 años, en la cual se delimitaron dos parcelas con densidad de 1.200 y 550 árboles/ha, respectivamente. Para determinar la variación periódica del incremento del área basal por hectárea y el promedio por árbol, mensualmente se midió el diámetro de 25 árboles por tratamiento. Se registró una relación inversa entre la densidad y el incremento diamétrico promedio de los árboles. Ello se debió principalmente a que en la zona de los arenales, especialmente durante el período de escasas precipitaciones, a la plantación menos densa llegó una mayor cantidad de agua al suelo. Ello es consecuencia de la menor pérdida de agua por intercepción del dosel. Como la evapotranspiración neta de ambos tratamientos fue semejante, se puede inferir que en la plantación menos densa hubo una mayor cantidad de agua disponible por árbol, lo que incidió significativamente en su desarrollo. Una condición importante que influenció el crecimiento de ambas plantaciones durante los dos años fue la disponibilidad de agua en el suelo al inicio del período de mayor crecimiento. Esta situación tuvo especial importancia si se considera que durante el estío los aportes por precipitaciones en esta zona fueron escasos. Palabras claves: precipitaciones, desarrollo, Pinus radiata, arenales.
INTRODUCCIONEl desarrollo de una plantación forestal es el resultado de una compleja interacción de factores medioambientales que regulan los procesos fisiológicos (Pietarinen et al 1982, Gil 1995, Keeland y Sharitz 1995, Devineau 1997). Los árboles manifiestan periodicidad en el crecimiento mensual, estacional, anual o el que se prolonga a través de toda su vida (Kramer y Kozlowski 1979, Devineau 1997). El crecimiento en diámetro responde claramente a la fluctuación de los factores ambientales, especialmente luz, temperatura y agua disponible en el suelo (Kramer y Kozlowski 1979, Keeland y Sharitz 1995, Huber y García 1999). Debido a ello, un bosque puede presentar diferencias importantes en su desarrollo durante períodos vegetativos consecutivos. Las precipitaciones que alcanzan el suelo de una plantación forestal influyen en la cantidad de agua disponible para los árboles. Por lo tanto, cualquier alteración que modifica el monto de las precipitaciones que llegan al suelo puede tener incidencia en sus desarrollos. Este efecto se manifiesta con mayor intensidad en plantaciones ubicadas en sitios que tienen suelos con una baja capacidad de retención de agua y donde el déficit de precipitaciones es una situación estacional habitual (Honeysett et al. 1992, Gardenas y Jansson 1995). Estas condiciones también se deberían producir en la zona de los arenales de la VIII Región de Chile, que se caracteriza por tener un clima Templado Cálido con estación seca y lluviosa semejantes (Csb2) (Fuenzalida 1971) y poseer suelos con una baja capacidad de retención de agua (Carrasco et al. 1993). Debido a estas características, cuando la distribución anual de las precipitaciones es muy restrictiva para el crecimiento, las plantaciones forestales de menor densidad deberían registrar un mayor desarrollo que las más densas. Esta hipótesis se fundamenta en el hecho de que a las plantaciones más ralas les llega una mayor cantidad de precipitaciones al suelo por tener una menor pérdida de agua por intercepción. A su vez, cada árbol tiene acceso a una mayor cantidad de agua, lo que debería incidir positivamente en su desarrollo. En este estudio se determinará el efecto de la distribución interanual de las precipitaciones en el desarrollo de una plantación de Pinus radiata con dos manejos en la zona de los arenales de la VIII Región de Chile. La información que se procesará corresponde a dos períodos vegetativos consecutivos, que tuvieron una distribución anual disímil de las precipitaciones. MATERIAL Y METODOSEl estudio se realizó en el Fundo San Ignacio, de la Empresa Forestal Mininco S.A., ubicado a 18 km al sur de la ciudad de Yumbel (37° 34' latitud sur y 72° 27' longitud oeste). La zona posee un clima Templado Cálido con estación seca y lluviosa semejantes (Csb2) (Fuenzalida 1971). La precipitación promedio anual es de 1.208 mm, con una distribución estacional pronunciada, concentrada entre los meses de mayo y agosto. El suelo de la zona corresponde a la serie de los Arenales. Se presenta en forma de llanos aluviales de baja pendiente (2%). Son suelos moderadamente profundos, ricos en arena (superior al 93%), pobres en arcilla y en materia orgánica. Poseen una alta tasa de infiltración, baja capacidad de campo y una cantidad de agua aprovechable que es cercana al 4,9% del volumen en superficie y 4,0% en profundidad (Carrasco et al. 1993). Para el estudio se seleccionó una plantación de Pinus radiata de 12 años, con una densidad 1.200 árboles/ha, DAP promedio 17 cm y una altura de 13 m. En esta plantación se delimitaron dos parcelas de 50x50 m, una quedó con la densidad original y la otra se redujo a 550 árboles/ha. Las precipitaciones que llegaron a la parte superior del bosque se consideraron equivalentes a la registrada en un pluviógrafo ubicado a campo abierto, contiguo al lugar del estudio. Las precipitaciones que atravesaron el dosel del bosque (precipitación directa) se recogieron en una canaleta metálica en forma de V de 15 cm de ancho y 25 m de largo y se condujeron a un registrador. Con collarines de goma, ajustados en espiral alrededor del tronco, en 15 árboles por parcela, se determinó el escurrimiento fustal. El total de las precipitaciones que llegó al suelo (precipitación neta) se obtuvo sumando la precipitación directa y el escurrimiento fustal. La cantidad de precipitaciones interceptadas por el dosel y devuelta a la atmósfera por evaporación (pérdidas de agua por intercepción) se obtuvo por diferencia entre la precipitación total y la precipitación neta. La variación temporal y espacial del contenido de agua del suelo se determinó con un dispositivo emisor de neutrones (Troxler 4300). Para ello se enterraron, en cada parcela, 15 tubos de acero, de 45 mm de diámetro y 300 cm de largo, respectivamente. La calibración de la sonda de neutrones se hizo en terreno de acuerdo a las recomendaciones de Brechtel (1983). La cantidad de agua extraída desde el suelo por evapotranspiración (evapotranspiración neta) se calculó con la ecuación general de continuidad del balance hídrico (Feller 1981). EvTr = (Pp - Ic) - DW - A - Per
Donde: EvTr = evapotranspiración
neta (mm) Debido a las características topográficas del terreno y a la velocidad de infiltración establecida para estos suelos, se asumió que no hubo escorrentía superficial. Para establecer la cantidad de agua que percoló a través de una profundidad prefijada de 3 m, se instalaron en este nivel 4 bandejas de 30x30 cm por parcela. El agua recogida en cada una de ellas se condujo por un tubo de PVC a un recipiente enterrado. Periódicamente, cada vez que se determinó el contenido de humedad del suelo, se recuperó el agua recogida en los recipientes con una bomba portátil. Para determinar el desarrollo de cada tratamiento se seleccionaron 25 árboles por parcela, usando para ello un muestreo sistemático. Mensualmente a cada uno de ellos se le midió su diámetro, con una huincha diamétrica, con precisión 0,5 mm; la altura de medición fue señalizada con pintura. El crecimiento se expresó como incremento promedio en diámetro o del área basal por hectárea. No se consideró el incremento en volumen porque las funciones de crecimiento no fueron lo suficientemente exactas para este tipo de estudios. Las mediciones se extendieron por dos años (septiembre 1998-septiembre 2000), y se caracterizaron por haber tenido una diferente distribución temporal de las precipitaciones. RESULTADOS Y DISCUSIONLas precipitaciones totales para los dos períodos, septiembre a octubre de los años 1998/1999 y 1999/2000, fueron de 1.023 y 1.164 mm, respectivamente (cuadro 1). Estos valores fueron levemente inferiores al promedio para la zona (1.208 mm, Fuenzalida 1971), pero tuvieron distinta distribución temporal entre sí. Especial mención merece el déficit de precipitaciones registrado durante los dos meses previos y los cinco posteriores al inicio del primer período de mediciones. Esta situación afectó la etapa de mayor crecimiento de las plantaciones, con un déficit importante de agua en el suelo, el cual se agudizó aún más durante el estío (cuadro1). Este déficit se contrarrestó en los meses de mayo a septiembre del mismo período, en los que se registraron importantes precipitaciones, destacándose las de este último mes que duplicó el promedio. Esta distribución temporal de las precipitaciones permitió que el segundo período se iniciara con un suelo saturado. Los meses siguientes tuvieron un comportamiento pluviométrico similar al del primer período, siendo ahora excepcionales las lluvias del mes de febrero. Los meses de marzo y abril tuvieron una precipitación acorde a la esperada. Mayo registró un déficit de lluvias que se compensó posteriormente con la del mes de junio (cuadro 1). La variación temporal de la evapotranspiración neta de las parcelas para los dos períodos estuvo regulada principalmente por las condiciones meteorológicas y la disponibilidad de agua en el suelo (cuadro 1 y figura 1). Estos valores no tuvieron diferencias significativas entre las parcelas y fueron de 319 y 316 mm y 577 y 546 mm para el primer y segundo período, respectivamente.
La diferencia de evapotranspiración entre los dos períodos se debió principalmente a la escasa evapotranspiración registrada durante casi todo el primer semestre del primer año. Ello fue consecuencia del gran déficit de agua en el suelo y de la falta casi absoluta de aportes por precipitación (cuadro 1). El curso anual del incremento diamétrico promedio de los árboles de cada parcela tuvo un desarrollo similar a la variación temporal de la evapotranspiración (figura 2). Cuando mejoraron las condiciones meteorológicas que favorecieron el desarrollo y hubo suficiente agua disponible en el suelo, los árboles de la parcela menos densa siempre tuvieron un mayor crecimiento (figura 2). Durante los dos períodos, el incremento diamétrico promedio de la parcela más rala fue significativamente superior (p<0,01) en 0,34 y 0,54 cm, respectivamente (cuadro 2). Durante la etapa inicial del primer período no hubo diferencias significativas en el crecimiento entre las dos parcelas. Ello se debió a que el crecimiento fue prácticamente nulo en cada una de ellas (figura 2) por la escasez extrema de agua en el suelo (figura 1). Esta situación se modificó ostensiblemente en el mes de mayo y en el período comprendido entre los meses de agosto-diciembre, cuando el suelo recuperó su reserva de agua. Bajo estas condiciones, el incremento diamétrico del rodal menos denso duplicó al de mayor densidad. Durante los meses de junio y julio los crecimientos se mantuvieron bajos (figura 2), a pesar de que existía suficiente agua en el suelo como consecuencia de las desfavorables condiciones meteorológicas para el crecimiento.
Distinto fue el comportamiento del incremento diamétrico promedio al inicio del segundo período (figura 2). En este caso, como el suelo estuvo saturado, los árboles de la parcela más rala registraron desde el inicio un mayor crecimiento (figura2). A pesar del mayor desarrollo de los árboles de la parcela menos densa, no fue suficiente para superar el incremento del área basal por hectárea de la parcela más densa durante los dos períodos (cuadro 2). En el primer período, la diferencia fue de 0,13 m2/ha. En el segundo, cuando la limitante agua no fue tan extrema, la diferencia aumentó a 0,34 m2/ha. CONCLUSIONESEl desarrollo de las plantaciones estuvo sujeto a la disponibilidad de agua en el suelo durante el inicio del período de máximo crecimiento y a la posterior distribución temporal de las precipitaciones. Por consiguiente, la continuidad del desarrollo de las plantaciones durante el estío estuvo supeditada principalmente a las precipitaciones de verano. Durante la época más seca del año, especialmente cuando la disponibilidad de agua en el suelo fue mínima, cualquier aporte adicional de precipitaciones que alcanzó el suelo incidió positivamente en el crecimiento de los árboles. Esta circunstancia tuvo particular importancia en la parcela menos densa, por la mayor cantidad de precipitación neta que recibió. Ello se debió a que en esta parcela se registró una menor pérdida de agua por intercepción del dosel. Esta situación tiene especial importancia en zonas que poseen climas con influencia mediterránea, con suelos que tienen baja capacidad de retención de agua y donde el déficit de las precipitaciones es una situación estacional o habitual. BIBLIOGRAFIABRECHTEL, H. 1983. Probleme beim Einsatz von Neutronensonde im Rahmen Hydrologischer Messprogramme. Deustscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau. Verlag Paul Parey. 301 p. CARRASCO, P., J. MILLAN, L. PEÑA. 1993. Suelos de la cuenca del río Biobío. Características y problemas de uso. Gestión de recursos hídricos de la cuenca del río Biobío y del área marina costera adyacente. Serie Análisis Territorial. Ed. Universidad de Concepción. 107 p. DEVINEAU, J. 1997. "Seasonal variation and annual growth rate of the basal area of trees in some Sudanian savanna communities in western Burkina Fasso", Ecologie 28 (3): 217-232. FELLER, M. 1981. "Water balances in Eucalyptus regnans, E. obliqua and Pinus radiata forest in Victoria", Australian Forestry 44 (3): 153-161. FUENZALIDA, H. 1971. Clima: Geografía económica de Chile. Texto refundido. Corporación de Fomento de la Producción. Santiago, Chile. 99-152. GARDENAS, A., P. JANSSON. 1995. "Simulated water balance of Scot pine in Sweden for different climate changes scenarios", Journal of Hydrology 166 (1): 107-125. GIL, F. 1995. Elementos de fisiología vegetal. Ed. Mundi-Prensa. Madrid. 1147 p. HONEYSETT, J., C. BEADLE, C. TURNBULL. 1992. "Evapotranspiration and growth of two contrasting species of Eucalyptus under non-limiting water availability", Forest Ecology and Management 50: 203-216. HUBER, A., F. GARCIA. 1999. "Importancia de los factores meteorológicos en la transpiración potencial de Pinus radiata", FYTON 65: 143-152. KEELAND, B., R. SHARITZ. 1995. "Seasonal growth patterns of Nyssa sylvatica var. biflora, Nyssa aquatica, and Taxodium distichum as affected by hydrologic regime", Canadian Journal of Forest Research 25: 1084-1096. KRAMER, P., T. KOZLOWSKI. 1979. Physiology of woody plants. Academic Press, New York. 794p. PIETARINEN, I., M. KANNINEN, P. HARI, S. KELLOMÄKI. 1982. "A simulation model for daily growth of shoots, needles, and stem diameter in Scots pine trees", Forest Science 28 (3): 573-581.
Recibido: 16.03.2001
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