Protocolo de muestreo de la vegetación y los suelos Proyecto CYTED

Transcripción

1 Protocolo de muestreo de la vegetación y los suelos Proyecto CYTED 1) Muestreo de la vegetación 1.1) Establecimiento de las parcelas Cada grupo debe muestrear un mínimo de 6 parcelas de m situadas a lo largo de un gradiente de precipitación. Aquellos grupos que tengan más capacidad o que quieran muestrear más parcelas, pueden muestrear tantas parcelas como deseen. En los casos en los que sea factible pueden utilizarse gradientes adicionales (p. ej. degradación o herbivoría) a los de precipitación. No obstante, y tal como discutimos en la reunión de San Luis Potosí, es muy importante no mezclar gradientes (p. ej. precipitación y herbivoría)! Si bien será difícil de controlar, hay que evitar que la presión por pastoreo difiera de forma notable entre parcelas situadas a lo largo del gradiente de precipitación. Las parcelas deben establecerse en zonas de vegetación abierta y con el mismo tipo de suelo. Lógicamente puede haber cambios en la abundancia de determinados grupos de especies a lo largo del gradiente (p.ej. mayor cobertura de leñosas conforme aumente la precipitación) pero hay que evitar que las parcelas lleguen a estar en zonas de bosque cerrado. En todos los casos las parcelas deben estar en zonas de cobertura vegetal discontinua (menor del 100%). Las parcelas deben establecerse en zonas con orientación similar (SE-SW en el hemisferio N y NE-NW en el hemisferio sur). Figura 1. Algunas de las parcelas establecidas en España, sobre formaciones de Stipa tenacissima. 1.2) Muestreo de la vegetación En cada parcela se establecerán 4 transectos de 30 m de longitud, separados 8 m cada uno, según el esquema presentado en la Figura 2, y se realizarán tres muestreos de vegetación: A) Muestreo de patches e interpatches con el método de interceptación de la línea. B) Muestreo de cobertura y diversidad. C) Muestreo de facilitación

2 30 m 8 m 8 m 8 m 30 m Figura 2. Esquema de los transectos a muestrear dentro de la parcela de 30 x 30 m. A) Muestreo de patches e interpatches Mediante este muestreo se registran todas aquellas características del paisaje que contribuyen a interrumpir, desviar o absorber la escorrentía superficial y los materiales transportados, denominados sumideros (ramas secas depositadas en el suelo, arbustos, especies herbáceas perennes, etc.). A partir de aquí, se diferencian zonas de ganancia relativa de recursos (sumideros) y zonas de pérdida relativa (zonas situadas entre sumideros), y se evalúa su importancia relativa (consultar el manual del LFA para una descripción en detalle de este tema). Utilizando el método de interceptación de la línea se estimará la cobertura de los distintos tipos de manchas (especies de plantas perennes, acumulaciones de hojarasca y troncos que acumulen) e intermanchas (en principio yo diferenciaría únicamente suelo desnudo y afloramientos rocosos), tal como figura en la Figura 3 y vimos en el campo. Cada vez que se intercepta una mancha se estima su anchura (perpendicular al transecto), tal como se muestra en la Figura 4. Recordad que cuando tenemos estructuras en anillo (Fig. 4), la anchura de estas manchas se registra una única vez. Los datos de este muestreo se introducen en una hoja de cálculo que se encuentra en el CD que os pasamos en San Luis Potosí (Figura 5), que realiza una serie de cálculos descriptivos (cobertura total, cobertura de cada tipo de mancha, anchura media de manchas, nº de manchas.) de forma automática. Para una descripción en detalle de este muestreo, así como sobre la introducción de datos en la hoja de Excel, véase el manual del LFA.

3 Figura 3 Figura 4

4 Figura 5 B) Muestreo de cobertura y diversidad utilizando cuadrados contiguos de 1.5 m de lado En cada cuadrado, dispuesto a lo largo de cada uno de los transectos muestreados para el muestreo de manchas/intermanchas (Figura 6), se anotará la cobertura de cada especie perenne que aparezca en el cuadrado (en %, de 0 a 100). En total se muestrearán 80 cuadrados por parcela. También se anotarán todas aquellas especies perennes que aparezcan dentro de la parcela de 30 x 30 m pero que no hayan sido muestreadas en los transectos (para así tener una estima de la riqueza específica total de la parcela). 30 m 30 m Figura 6

5 C) Muestreo de facilitación Este muestreo permitirá evaluar la intensidad de la facilitación de una manera observacional y comparable entre parcelas, de modo que luego se puedan evaluar algunas de las teorías y modelos conceptuales más comúnmente utilizados, y que se evalúe si existen generalidades a lo largo de los distintos gradientes que proporcionará el proyecto CYTED. Para este muestreo se seleccionarán 25 manchas de vegetación de las 3 especies dominantes en cada parcela. En cada mancha se evaluará la cobertura (y el número de individuos en los casos en que sea posible) de todas las especies perennes que aparecen dentro de cada mancha. Posteriormente se muestreará el mismo área en una zona de suelo desnudo adyacente localizada al azar (evaluando la cobertura y número de individuos de todas las especies perennes que aparezcan), pero situada al menos a 25 cm del borde de la mancha (si la especie es herbácea) o a 50 cm si hemos muestreado una mancha de una especie arbustiva (Figura 7). Mancha Claro Figura 7. Ejemplo de disposición de las zonas de muestreo en una mancha y claro adyacente. En ocasiones podemos encontrarnos con la situación presentada en la Figura 8, donde una de las especies forma manchas de gran tamaño y no es factible encontrar un área de suelo desnudo del mismo tamaño y forma adyacente. En este caso se muestrearán cuadrados situados en zonas de suelo desnudo adyacente (a unos 50 cm del borde si es arbustiva o 25 cm si es herbácea) hasta que la suma de su superficie sea la misma que la superficie de la mancha. Por ejemplo, si la Mancha 1 de la Figura 8 tiene un área de 10 m 2, muestrearíamos un total de 40 cuadrados de 50 x 50 cm situados en zonas de suelo desnudo adyacentes. Mancha 1 Mancha 2 Claro Figura 8

6 2) Muestreo de los suelos 2.1) Establecimiento de las parcelas de muestreo En cada parcela se establecerán cuadrados de muestreo de 50 x 50 cm situados al azar (10 en el caso de que tengamos una situación de una especie dominante y suelo desnudo, Figura 7, y 15 en el caso de que tengamos una situación de dos especies dominantes y suelo desnudo, Figura 8). 5 de los cuadrados se situarán en zonas de suelo desnudo (zonas con cobertura vegetal inferior al 10% de la superficie del cuadrado) y 5 debajo de cada especie dominante (en el caso de arbustos el cuadrado de 50 x 50 se situará debajo de la copa del arbusto, aproximadamente a mitad de camino entre el tronco y el borde de la copa; en el caso de especies herbáceas de bajo porte el cuadrado se situará de modo que la mayor parte de su superficie quede cubierta por la vegetación, Figura 9). En el caso de que haya una vegetación de grano muy fino, como la que vimos en San Luis Potosí, los cuadrados situados en zonas de suelo desnudo deben de tener menos del 30% de cobertura total. Figura 9. Representación de dónde iría el cuadrado para el muestreo de los índices LFA y los suelos en distintos tipos de cubierta vegetal. El cuadrado debe estar en contacto con el suelo en todos los casos.

7 2.2) Cálculo de los índices LFA Una vez establecidas las parcelas y antes de colectar ningún tipo de suelo, se calcularán los índices LFA de acuerdo al manual del LFA (ver el CD) y tal como vimos durante la demostración práctica en San Luis. La combinación de estos indicadores para obtener los índices LFA se realizará con una hoja de cálculo desarrollada por David Tongway (disponible en el CD, carpeta Data Entry ). Los valores de estos índices se presentan en forma de porcentaje y su valor es inversamente proporcional al estado de deterioro de una determinada función del ecosistema. En el manual del LFA se encuentra una descripción detallada de cómo estimar los indicadores en campo y utilizar posteriormente la hoja de cálculo, así como plantillas para tomar los datos en campo. Es aconsejable antes de ir al campo a muestrear hacer alguna prueba con el LFA para coger soltura con la determinación de los índices y poder así resolver los problemas/dudas que pudieran aparecer durante los muestreos. 2.3) Recolección de suelo para análisis enzimáticos Este muestreo se hará preferiblemente durante la estación seca en todos los cuadrados donde se han estimado los índices LFA. Después de estimar los índices LFA, así como la cobertura de las distintas especies de costra biológica (en el caso de que las haya; véase el protocolo de Isabel para más detalles), se recolecta aproximadamente 700 gr de suelo (0-7.5 cm de profundidad) utilizando un muestreador como el que vimos en San Luis Potosí (nucleador de hierro con diámetro de 5 cm y profundidad de al menos 20 cm). Se hace una muestra compuesta por cuadrado. Si hay hojarasca superficial ésta debe ser retirada previamente a la toma de muestras. Una vez recolectado, el suelo se tamiza a 2 mm y se deja secar en laboratorio al aire. Una vez seco se envían las muestras a la URJC para su análisis a la siguiente dirección: Fernando T. Maestre Universidad Rey Juan Carlos Departamento de Biología y Geología, ESCET Departamental I, Despacho 217 C/ Tulipán s/n, Móstoles, España Importante: antes de enviar las muestras ponerse en contacto con Fernando Maestre (fernando.maestre@urjc.es) para que desde España nos aseguremos de que no hay problema con la importación de suelo y os digamos la cantidad exacta de suelo que necesitaremos. En cada muestra se evaluarán los siguientes indicadores de función del ecosistema: respiración edáfica, porcentaje de agregados estables, nitrógeno y fósforo totales y las actividades de tres enzimas claves involucradas en los ciclos del carbono (B-glucosidasa), nitrógeno (ureasa) y fósforo (fosfatasa). Si ponemos a punto la metodología en la URJC (estamos en ello en la actualidad), en estas muestras también se evaluará la diversidad microbiana mediante extracción del DNA del suelo y posterior amplificación utilizando PCR. 2.4) Recolección de suelo para análisis microbiológicos y de micorrizas

8 En cada una de las parcelas donde se ha evaluado el LFA (y donde se ha recolectado el suelo para los análisis a realizar en España) tomar 3 muestras de suelo (100 g aprox. cada una) entre los 0 y 7.5 cm de profundidad utilizando un muestreador cilíndrico metálico semejante al usado en SLP. Si hay hojarasca superficial ésta debe ser retirada previo al muestreo. La muestra debe depositarse en una bolsa de papel inmediatamente sin ningún tipo de manipulación y rotular debidamente. Si la muestra está húmeda, secar al aire antes de enviar definitivamente a Chile. Enviar muestras a: Profesor Lorgio E. Aguilera Departamento de Biología Universidad de La Serena Raúl Bitrán S/N, La Serena Chile Antes de enviar las muestras contactar con Lorgio Aguilera (laguiler@userena.cl) por si hubiera alguna restricción a la entrada de suelos en Chile desde algún país concreto. 2.5) Recolección de suelo para análisis de raíces (opcional) 2.5.1) Objetivo El objetivo de muestrear raíces en los diferentes sitios geográficos y regionales es el de evaluar 1) los aspectos relacionados a la estabilidad del suelo (distribución vertical = en diferentes profundidades y distribución horizontal = en micrositios sin y con cubierta de plantas) y 2) los aspectos relacionados a la distribución de almacenes y fuentes de C en suelo de c/ sitio. Los dos aspectos seria interesante de estudiarlos, a lo largo de gradientes de precipitación y también en respuesta a la degradación de la tierra por sobre pastoreo u otros factores de perturbación dentro de un nivel de precipitación. La idea general es la de extraer núcleos de suelo debajo de plantas, de las especies más abundantes, así como en ínterespacios asociado a esta especie. El tipo de muestreo debe ser un poco distinto entre pastizales y matorrales. En el caso de pastizales, el núcleo se debe obtener dentro del macollo de la gramínea dominante y a los cm de la base del macollo (y también de cualquier otra planta en la vecindad). En el caso de los matorrales, el muestreo se debe realizar bajo el dosel y en zonas sin cubierta de dosel y suelo desnudo. Tarea de cada grupo Extraer los núcleos según este protocolo y enviar las muestras completas a la siguiente dirección: Elisabeth Huber-Sannwald IPICYT Camino a la Presa San José 2055 Col. 4ta Sección San Luis Potosí, C.P México Procesamiento de muestras en el IPCIYT

9 Nosotros extraemos las raíces y determinamos la biomasa, el contenido de C y quizá también el contenido de lignina (como fuente recalcitrante de C) ) Sitios En cual parcela o sitio muestrear los núcleos de suelo para la determinación de raíces? En cada parcela de 30 x 30 m esta planeado muestrear en 15 parcelas de 50 x 50 cm para examinar la riqueza de costras, cobertura vegetal, etc. (ver protocolo general). Una vez que todas estas variables superficiales y visuales sean medidas y ANTES de colectar las costras biológicas del suelo, por favor tomar las muestras para la determinación de las raíces. Para este muestreo, seleccionar 10 parcelas de 50 x 50 cm donde exista vegetación e ínterespacio ) Extracción de núcleos de suelo Material: - Nucleador de hierro con diámetro de 5 cm y profundidad de al menos 20 cm - Martillo - Regla - Desarmador - Tijeras - Bolsas gruesas de papel (20 x 10 cm) - Marcador permanente - Cuchara - Cinta masquin o duct - Bolsa grande de plástico Proceso En pastizales: Dentro de la parcela de 50 x 50 cm se selecciona una planta de la especie dominante. Dentro del macollo (centro de la planta) se remueve el material vegetal en un área de 5 cm de diámetro (dejando la corona), esto facilitará la inserción del nucleador. El nucleador lleva una marca a los 7.5 cm (es la misma profundidad que se pide en el protocolo general de los LFT) y a los 15 cm de la base. El nucleador se inserta con el martillo hasta la marca de 7.5 cm. Es importante sacar el nucleador cuidadosamente para no perder suelo, para esto se recomienda sacar el tubo mediante giros. Es muy importante que no se pierda nada de la muestra porque queremos medir la densidad aparente (peso de suelo por volumen). En caso de que se pierda material (no más de un 1 cm del núcleo) se puede rescatar este del ahujero con una cuchara. En caso de que se pierda más material, es recomendable repetir el proceso de nuevo. El núcleo se deposita en una bolsa de papel ya etiquetada, la cual se cierra y guarda en una bolsa de plástico. Posteriormente, el procedimiento se repite para obtener la muestra a los 15 cm. En el caso de los interespacios (suelo desnudo o costra), se mide una distancia de al menos cm de la base de un macollo de la especie mas abundante y se procede igual que en el caso de la planta. También se tomaran muestras en las dos profundidades. En matorrales: En este caso se les pide muestrear bajo el dosel (a la mitad entre el tronco y la orilla del dosel). Esta correspondería al muestreo bajo planta, mientras que en el caso de los inter espacios (suelo desnudo) se tomarán muestras en espacios abiertos que se encuentren fuera del dosel (0.5 m) y se procede igual como en el caso anterior.

10 2.5.4) Tiempo de muestreo Preferentemente después del tiempo de crecimiento máximo (después que termina la época de las lluvias) para alcanzar el máximo de la biomasa de las raíces. Es importante que las muestras sean secas (ambiente) antes de enviarlas ) Diseño experimental: En cada parcela de 30 x 30 m: Cobertura 2 planta (gramíneas / matorrales) e interespacios Profundidades cm, cm Repeticiones 10 Numero de bolsas 40 PASTIZAL Bajo Interespaci Planta cm cm Interespacio

11 MATORRAL Bajo dosel En interespacio Mitad dosel Mínimo 50 cm fuera del borde del dosel cm cm