Un estudio indica el camino con miras a mejorar las iniciativas de restauración del Cerrado en Brasil

Es un trabajo encabezado por científicos de la Universidad de Campinas en el cual se investigó de qué manera la manipulación de especies autóctonas de este bioma de sabana puede impedir que las áreas restauradas vuelvan a ser invadidas por gramíneas exóticas. Los resultados a los que se arribó remarcan la importancia de promover la diversidad de especies

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – Cifras dadas a conocer durante el mes de enero de este año dan cuenta de que mientras que el desmonte en la Amazonia se redujo a la mitad, el del Cerrado, la sabana brasileña, aumentó un 43 % en 2023. Un artículo publicado por Agência FAPESP ya ha apuntado que el combate contra la deforestación en este bioma constituye una necesidad imperiosa, pero que no basta con defender lo que aún existe: también hay que restaurarlo.

No obstante, la restauración plantea diversos retos. Uno de ellos lo constituyen las recurrentes invasiones de gramíneas exóticas. Introducidas en las áreas de pasturas, dichas gramíneas se propagan, eliminan a las especies autóctonas y le quitan sus características al estrato herbáceo, que es la mayor reserva de biodiversidad y el sostén de varios servicios ecosistémicos en el Cerrado. Una vez instaladas, se hace mucho más difícil erradicarlas, incluso después de que el campo de pasturas en cuestión es dejado de lado. Este es el caso de las llamadas braquiárias (Urochloa spp.), del capín melao o capim-gordura (Melinis minutiflora) y del pasto gamba o capim-gambá (Andropogon gayanus).

Para definir estrategias de resistencia contra la invasión inicial o contra nuevas invasiones de gramíneas exóticas, se llevó a cabo un estudio pionero en el Parque Nacional de Chapada dos Veadeiros, en el estado brasileño de Goiás.

Y un artículo al respeto, firmado por el biólogo Guilherme Mazzochini y colaboradores, salió publicado en el Journal of Applied Ecology, de la British Ecological Society.

El referido trabajo constituye un fruto del Proyecto Temático intitulado “La restauración ecosistemas neotropicales secos: ¿la composición funcional de las plantas sería la clave del éxito?”, coordinado por Rafael Oliveira en la Universidad de Campinas (Unicamp), en Brasil. También participó del mismo Lucy Rowland, de la University of Exeter, en el Reino Unido. El grupo de investigadores cuenta con el apoyo de la FAPESP y del Natural Environment Research Council (Nerc) del Reino Unido.

“Gran parte de los proyectos de restauración actuales tienen como meta promover una rápida cobertura vegetal del área que será restaurada. Pero en este trabajo demostramos que esto no siempre constituye la mejor estrategia. Por falta de una base científica más consistente, muchos proyectos terminan teniendo un escaso índice de éxito, pues no logran crear ecosistemas biodiversos y resistentes a eventos tales como la sequía, la invasión biológica y el fuego. Cualquier iniciativa de restauración debería basarse en una comprensión profunda de la ecología del ecosistema que ha de restaurarse, cosa que desafortunadamente no constituye una práctica común todavía”, dice Oliveira, quien fue el supervisor de la investigación de posdoctoral de Mazzochini, apoyada por la FAPESP.

Oliveira hace hincapié en el papel de la biodiversidad con relación al aumento de la resistencia contra la invasión biológica. “Nuestros resultados muestran que la mayor diversidad hace menguar las invasiones, debido probablemente a la competencia por los recursos en los suelos pobres y ácidos del Cerrado.”

En los proyectos convencionales de restauración, para eliminar a las gramíneas exóticas antes del cultivo de especies autóctonas, se adoptan estrategias de manejo como la quema controlada del terreno, seguida del arado recurrente durante la estación seca. Este proceso apunta a extraer los estolones y las raíces de las gramíneas exóticas y matar a las plántulas recién germinadas. Con todo, el persistente banco de semillas subterráneo de esas gramíneas y la constante llegada de semillas del entorno hacen que las especies exóticas recolonicen y dominen las áreas restauradas al cabo de unos pocos años.

“Durante décadas, los ecólogos observaron que las comunidades locales con mayor riqueza de especies son más resistentes a las invasiones que las comunidades con pocas especies. Los experimentos referentes a la biodiversidad y al funcionamiento de los ecosistemas en ambientes de pastizales templados confirmaron estas observaciones. En dichos experimentos se testearon comunidades de plantas que varían en cantidad de especies con el objetivo de entender de qué manera influye la biodiversidad sobre variables tales como la productividad, el ciclo de nutrientes, la resistencia a invasiones, etc. Nuestro estudio es el primer experimento de biodiversidad de este tipo realizado en el Cerrado y uno de los pocos referentes a áreas tropicales”, comenta Mazzochini.

El investigador afirma que los estudios en los ecosistemas templados mostraron que las comunidades con mayor diversidad tienden a contar con niveles reducidos de recursos disponibles, lo que se presume que es producto del uso complementario de recursos por parte de especies con estrategias ecológicas diversas. Y que esto reduce la invasión de especies exóticas, que generalmente necesitan grandes cantidades de recursos para mantener su crecimiento rápido.

“Las plantas sobreviven y crecen en un determinado ambiente mediante una gama de estrategias ecológicas que están relacionadas con las características anatómicas y morfológicas de sus hojas, sus tallos y sus raíces. A estas características se las denomina ‘atributos funcionales’. Por eso al medir los atributos funcionales solemos clasificar a las especies de plantas de acuerdo con un espectro que va del conservador al adquisitivo. En el extremo adquisitivo se ubican las especies de crecimiento rápido y con órganos vegetativos más livianos y tiernos, que necesitan una mayor cantidad de recursos. A estas especies, como en los casos de las exóticas, se las considera más competitivas. Por otra parte, las especies más conservadoras crecen lentamente y, con su estructura robusta, formada por raíces, hojas y tallos más densos, son capaces de soportar condiciones adversas tales como las sequías severas y la escasa disponibilidad de nutrientes”, describe Mazzochini.

La variación de los atributos funcionales entre las especies se utiliza para clasificarlas a lo largo de un eje denominado “conservativo”. El investigador informa que recientemente los ecólogos han planteado la existencia de un nuevo eje para entender mejor la adaptación de las plantas: el eje “colaborativo”. Este concepto se enfoca en un atributo funcional, la “longitud específica de la raíz” (LER o SRL, de la expresión en inglés specific root length), una medida que representa la razón entre una unidad de adquisición de recursos (la longitud radicular) y la inversión (la masa).

“Hay una correlación directa entre la LER y el diámetro de las raíces. Las más finas son capaces de absorber nutrientes en forma autónoma y con una mayor eficiencia. En contrapartida, las raíces más gruesas dependen a menudo de una simbiosis con hongos micorrízicos. Estos hongos establecen una relación mutualista con las raíces: captan nutrientes indisponibles para las plantas, generalmente fósforo, y a cambio reciben de ellas el carbono producido a través de la fotosíntesis. Este es un ejemplo fascinante de cómo se entrelaza la vida vegetal con otros organismos para prosperar en diversos ambientes”, dice.

Ambos ejes, el conservativo y el colaborativo, se tuvieron en cuenta en el estudio al que aquí se alude, que tuvo lugar en un antiguo campo de apacentamiento incorporado al Parque Nacional de Chapada dos Veadeiros. “Instalamos 302 parcelas cuadradas, de dos metros por dos metros, y sembramos en ellas un máximo de ocho especies de gramíneas nativas, con una densidad de mil semillas por metro cuadrado”, relata Mazzochini.

Las ocho especies nativas sembradas fueron: Axonopus aureus (pé-de-galinha), Axonopus siccus (capim-colonião), Andropogon fastigiatus (andropogon nativo), Aristida flaccida (carrapato), Aristida riparia (rabo-de-burro), Loudetiopsis chrysothrix (brinco-de-princesa), Schizachyrium sanguineum (capim roxo) y Trachypogon spicatus (paja saeta o fiapo).

Imagen aérea del experimento (foto: Paulo Bernardino)

Como era de esperarse, debido al largo historial de pasturas, se registró una oleada de nuevas invasiones de gramíneas exóticas: Andropogon gayanus (pasto gamba), Melinis minutiflora (capín melao) y tres especies de Urochloa spp. (braquiárias). Para evaluar la intensidad de la invasión en cada parcela, los investigadores removieron todas las especies exóticas y midieron su biomasa. Siguiendo los resultados de los experimentos de biodiversidad en ecosistemas templados, observaron que las comunidades con mayor diversidad de especies exhibieron una cantidad menor de biomasa exótica. Específicamente, las parcelas en las que habían sembrado únicamente una especie nativa presentaron 3,6 veces más biomasa de especies exóticas que las parcelas con ocho especies. Esto planteó una cuestión importante: ¿cuál sería el mecanismo responsable de dotar de una mayor resistencia contra las invasiones a las comunidades más ricas en especies?

“Nuestros resultados sugieren que una mayor diversidad funcional, tanto en la altura de las plantas como en las longitudes específicas de las raíces [LER], está asociada a la mengua en la invasión de especies exóticas. La diversidad de altura, relacionada con la biomasa aérea de las gramíneas autóctonas, parece crear varias capas de vegetación que limitan la incidencia de la luz solar necesaria para el crecimiento de las especies invasoras. Pero la diversidad de LER, tal como lo descubrimos, constituye un factor crucial. Esto indica que además de la sombra que brinda la biomasa aérea nativa, una variedad más amplia de estrategias de las raíces resulta eficaz en la disminución de la invasión. Específicamente, las parcelas con monocultivos exhibieron en promedio 4,7 veces más biomasa exótica que aquellas con mayor diversidad funcional de LER”, comenta Mazzochini.

Este resultado es especialmente importante, pues muchas comunidades herbáceas del Cerrado no poseen grandes cantidades de biomasa aérea, dado que los suelos ácidos y relativamente pobres en nutrientes limitan la productividad. La mayor parte de la biomasa se encuentra almacenada debajo del suelo, en las raíces y en las estructuras subterráneas.

“También efectuamos una comparación entre la biomasa de las especies exóticas en parcelas de monocultivos y en parcelas no sembradas para determinar si la presencia aislada de especies nativas facilitaba o competía con las especies invasoras. En este análisis descubrimos que el efecto aislado de las especies variaba, con una especie facilitando el establecimiento de las exóticas, mientras que otras especies menguaban la invasión, incluso en los monocultivos. Para nuestro asombro, la especie autóctona anual con crecimiento más rápido, Andropogon fastigiatus, facilitó el establecimiento de las especies exóticas, con 2,9 veces más biomasa de exóticas en sus monocultivos que en las parcelas sin siembra”, revela Mazzochini.

Este resultado puede derivar en una gran revisión de las estrategias de restauración implementadas en el Cerrado, pues Andropogon fastigiatus es una especie sembrada con una alta densidad en esos proyectos. La idea subyacente indicaba que, a causa de su rápido crecimiento, que teóricamente cubriría el suelo en menor tiempo, esta especie nativa impediría el establecimiento de las especies exóticas. Sin embargo, al ser anual, la misma muere con la llegada de la estación seca y su biomasa, que es rápidamente descompuesta e incorporada al suelo, aumenta la fertilidad favoreciendo la radicación de las especies exóticas de rápido crecimiento durante los años subsiguientes.

“En tanto, las dos especies que menguaron las invasiones fueron, para nuestra sorpresa, las más diferentes entre sí funcionalmente. Schizachyrium sanguineum [Capim roxo] es la más baja, con mayor LER y una mayor longitud total de raíces, mientras que Axonopus siccus [Capim- colonião] es la más alta, con menor LER y una menor longitud total. En los monocultivos de estas dos especies, verificamos un 73 % y un 92 % menos biomasa respectivamente en comparación con las parcelas sin siembra. Estos hallazgos contradicen la noción que indica que una única especie nativa, al sembrársela en alta densidad, podría constituir la clave para contener a las especies invasoras. En lugar de ello, los resultados muestran la importancia de incorporar una diversidad de estrategias ecológicas en las prácticas de siembra”, destaca Mazzochini.

Y Oliveira lo resume: “Cuanto mayor es la biodiversidad, mayores son las chances de victoria contra las especies exóticas. Estos resultados también sugieren la importancia de revisar las prácticas de manejo y restauración que se valen de especies anuales o bianuales de rápido crecimiento. Al contrario de lo que se creía, dichas especies pueden facilitar la radicación de las especies invasoras en el decurso de los años”.

El estudio también contó con el apoyo de la FAPESP en el marco de otros dos proyectos (19/18176-4 y 19/23208-2).

Puede accederse a la lectura del artículo intitulado Effects of grass functional diversity on invasion success by exotic grasses in Cerrado grasslands en el siguiente enlace: besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2664.14561.