Distribución de plantas altoandinas en función de la altitud y de variables químicas del suelo en el santuario de la naturaleza Yerba Loca, Chile central (- 33°S)

Abstract

Las especies vegetales se distribuyen en el espacio en función de su relación con factores bióticos y abióticos. En los Andes de Chile central, zona que se caracteriza por la presencia de depósitos minerales (ej., pórfidos cupríferos) en los pisos superiores, las propiedades químicas de los suelos, en particular la existencia de elevados contenidos de metales como el cobre (Cu) podrían afectar la distribución espacial de las plantas altoandinas. Para poner a prueba esta hipótesis y determinar cuáles son los factores abióticos que dan cuenta de la variación en la composición de especies de la vegetación altoandina, se realizó un muestreo geobotánico a lo largo de un gradiente altitudinal (1.972 a 3.323 m.s.n.m) en el Santuario de la Naturaleza Yerba Loca (33° S). Se establecieron 74 sitios de muestreo de vegetación y de suelos en los cuales se determinó la cobertura de las especies vegetales presentes y 12 variables relacionadas con la físico-química del suelo y la topografía. A través de un Análisis de Correspondencia Canónica (ACC), se relacionó en forma directa la cobertura de las especies vegetales con las variables ambientales: concentración total de cobre, macronutrientes disponibles (fósforo, nitrógeno y potasio), altitud y exposición. De acuerdo al ACC, los principales factores abióticos que dan cuenta del patrón de variación composicional de la vegetación altoandina son la altitud, el contenido de fósforo disponible y el contenido de cobre del suelo. Estos resultados demuestran que ciertas propiedades químicas del suelo constituyen factores que afectan de forma relevante la distribución espacial de las plantas altoandinas en un gradiente altitudinal en los Andes de Chile central. Adicionalmente, mediante el ACC fueron identificadas plantas altoandinas indicadoras de suelos con contenidos elevados (anómalos) de Cu tales como Armeria maritima, Calandrinia caespitosa y Montiopsis potentilloides, las cuales tienen óptimos de distribución en este tipo de suelos. De acuerdo a los resultados del muestreo geobotánico, se caracterizó el contenido de Cu en los vástagos de 19 especies vegetales altoandinas encontradas en seis de los sitios de muestreo cuyos suelos presentaron contenidos anómalos de Cu (> 250 mg kg¹). Se determinó que la mayoría de estas especies vegetales tiene altos contenidos de Cu en sus vástagos (> 100 mg kg¹), lo que indica que este metal se encontraría en forma biodisponible en los suelos y sugiere que especies o ecotipos con óptimos de distribución en suelos con contenidos elevados de Cu, podrían poseer tolerancia a este metal.

Plant species are distributed in space depending on their relation with biotic and abiotic factors. In the Andes of central Chile, a zone which is characterized by the presence of mineral deposits (e.g., Cu-porphyry deposits) on the upper belts, the chemical properties of soil; in particular the existence of high heavy metal concentrations like copper (Cu) could affect the spatial distribution of high Andean plants. To evaluate this hypothesis and determine which abiotic factors explain the variation in species composition of the zonal high Andean vegetation, a geobotanic sampling was realized along an altitudinal gradient (between 1.972 and 3.323 m) in the Santuario de la Naturaleza Yerba Loca (33° S). 74 sampling plots of vegetation and soils were established in which the cover of plant species, in addition to 12 variables related to the soil physicochemistry and the topography were determined. Through a Canonical Correspondence Analysis (CCA), the cover of plant species was directly related to the following environmental variables: copper concentration, available macronutrients (phosphorous, nitrogen and potassium), altitude and exposition. According to CCA, the main abiotic factors explaining the pattem of variation in the species composition of the high - Andean vegetation are: altitude, content of available phosphorous and soil copper. These results show that certain chemical properties of soil are important for the spatial distribution of the high Andean plants in an altitudinal gradient in the central Chilean Andes. Furthermore, by means of CCA, some high Andean plants were identified as indicators of soils with high and anomalous copper concentrations, such as Ameria maritima, Calandrinia caespitosa and Montiopsis potentilloides, which have distributional centers in these soils. According to results of geobotanic sampling, the copper content of the aerial tissues (shoots) was characterized in 19 high Andean plants found in six sampling plots that presented anomalous copper contents in the soil (> 250 mg kg¹). It was determined that most of these plant species have high content of copper in its shoots (> 100 mg kg¹).These results suggest that this metal is biologically available in the soils and that species or ecotypes with distributional centers in soils with high copper concentrations could have copper tolerance.