Forest dynamics have been affected by the high rates of greenhouse gas emissions that have direct consequences on global warming. This phenomenon is evident with the intensification of mega drought events in various parts of the world, including Chilean forests. It is still unclear how climate change may affect tree and shrub growth, especially in altitude regions such as the Mediterranean Andes of Central Chile (MACC) and how these populations would react to drought events on a timescale. In this sense, tree rings is one of the most important proxies for reconstructing environmental data, as trees contain historical records of previous growth conditions at annual resolution, which seems a useful tool to know the variations in xylem traits of woody species over time. One of the most important advances in tree-ring studies has been the additional focus on anatomical (i.e. vessels and wood density) and ecophysiological (i.e. carbon stable isotopes) features, since shows tree sensitivity to intra-seasonal environmental factors. The present proposal seek to investigate the adaptive strategies of woody species, based on xylem functional traits, for survival in current climate change scenarios on latitudinal and altitudinal gradients of the MACC, complementing dendrochronological, anatomical and isotopic analysis. This allow us to order to define priority locations for conservation and restoration projects and to identify which regions and populations are most vulnerable or resistant to severe climate change. We will test four hypotheses: (i) woody species populations from xeric sites have developed throughout their evolutionary history a hydraulic structure oriented to safety in comparison with the populations of wet sites; (ii) populations of all sites will have an increase of water use efficiency (iWUE) over time, as a result of a climate change adaptability strategy of trees, but it will not necessarily be reflected in higher trunk biomass; and (iii) xylem traits varied by altitudinal gradient affecting tree growth, being the populations of tree lines those that have trait values more resistant to current climatic change, and hence, more adapted to future scenarios of climate change. To test those hypotheses, we will select and will sample trees and shrub population of MACC (30-35°S, 71-71.5°W). We will use bibliography, expert interviews and local communities to select potential sites, as well as a drone (Phantom 4RTK®) to analyze vegetation characteristics. Preliminarily, the genera Prosopis, Acacia, Berberis and Adesmia will be selected because present wide distribution in MACC and high dendrochronological potential. Thus, this project will show us how they will respond in the future under the current climatic trends, identifying which regions and populations are the most vulnerable to climate change in the Andes of central Chile. Likewise, these results will serve to measure how the impacts of environmental variations have been in a region with high levels of endemism in South America, both in structure, hydraulic plasticity and carbon storage, being useful to be in conservation and restoration project, as well as replicated in future studies of other areas, both in South America and the world.

Existen dos tipos de restauración ecológica: activa y pasiva. La primera se refiere a la recuperación artificial del sistema, mediante un programa de introducción y manejo de especies simulando la sucesión natural. Este tipo de restauración es muy conveniente en aquellas áreas donde el ecosistema no es capaz de recuperarse naturalmente y se requiere la intervención del hombre, que a priori, no sería el caso del SNLN. Mientras que la Restauración pasiva se refiere a la recuperación natural del sistema, sin intervención o con un manejo mínimo. Este tipo de restauración se recomienda cuando no hay medios económicos o hay dificultades logísticas para recuperar áreas que son relativamente grandes, como es el caso del SNLN. El principio básico de este tipo de restauración es dejar que el sistema siga su curso natural de recolonización de especies nativas, dándole un mínimo impulso. Por lo tanto, actividades de restauración pasiva, como el cercado, pueden tener un efecto positivo sobre las condiciones de sitio y micrositio. El cercado reduce la presión de agentes de degradación como el ganado mayor, lo que favorece la regeneración, el aumento de la cobertura vegetal y la fijación de nutrientes en el suelo.

Los bienes y servicios ecosistémicos (BSE) del bosque nativo de la zona central de Chile son fundamentales en cuanto a provisión de agua, lo que se ha acentuado frente a la crisis climática y de escasez hídrica que afecta a la zona, generando un escenario propicio para la sistematización y estructuración de esquemas de Pago por Servicios Ecosistémicos (PSE) en cuencas de clima mediterráneo en Chile Central. En paralelo y debido a la crisis hídrica del país acentuada por la Megasequía presionada por las proyecciones de cambio climático, la Dirección General de Aguas (DGA), ha impulsado el desarrollo de “Planes Estratégicos de Gestión Hídrica (PEGH)” en las 101 cuencas chilenas, de las cuales 10 ya se encuentran en preparación. Estos planes consideran la implementación de modelos de balance hídrico orientados a la simulación y evaluación de distintos escenarios tanto climáticos como de gestión del territorio, los que de acuerdo a lo planteado en el presente proyecto se postulan como una herramienta que facilitaría la cuantificación de los BSE del bosque nativo y permitiría apoyar mediante la entrega de información relevante, la implementación de esquemas de PSE sostenibles en el tiempo.

El clima y la hidrología se rigen por procesos no estacionarios, que varían en el tiempo y que se afectan por tendencias debido tanto a variabilidad natural como a cambios producto de la actividad humana. De la misma forma, la afectación y la respuesta de los servicios ecosistémicos del bosque nativo frente a los cambios hidroclimáticos y de gestión local son no estacionarios, por lo que los esquemas de PSE debieran ser flexibles y ajustables a las condiciones cambiantes futuras. En este contexto, el presente proyecto de investigación se enmarca en la línea de investigación número 4 relativa a Provisión de Servicios Ecosistémicos, que tiene como objetivo el identificar, cuantificar y evaluar la vulnerabilidad y variabilidad a largo plazo de los principales bienes y servicios ecosistémicos provistos por los bosques mediterráneos de Chile Central, usando como caso la cuenca de Aculeo en la Región Metropolitana. Una vez entendida la relación de estos servicios ecosistémicos se evaluarán distintos escenarios de intervención y sus efectos en la provisión bajo condiciones no estacionarias, definidos y priorizados por distintos actores tanto privados como públicos, y alimentados por los modelos de balance hídricos producidos en el marco de los PEGH de la DGA. Este proyecto busca desarrollar estrategias y políticas públicas en sinergia con otras iniciativas como la de los PEGH, para la mantención y conservación de aquellos servicios ecosistémicos que serán prioritarios bajo las condiciones de mayor incertidumbre frente al cambio climático. La metodología contempla cuatro aproximaciones: Primero dendrocronología y teledetección para un análisis del estado de conservación del bosque. Segundo, simulación climática e hidrológica para la vinculación y evaluación de la resiliencia de indicadores de estado del bosque con niveles variables de bienes y servicios ecosistémicos. Tercero, simulación de escenarios climáticos para explorar la variación en bienes y servicios ecosistémicos. Cuarto, mediante trabajo con los actores tanto público como privados, traducción de los resultados de las proyecciones de las variaciones de los BSE del bosque nativo, en Paquetes de Pago por Servicios Ecosistémicos y estrategias y políticas de conservación del bosque nativo que consideren la no estacionariedad del clima futuro. Los resultados entregables son: 1) Diagnóstico de la relación entre el clima histórico y el bosque nativo, 2) Simulación de la variación entre estado del bosque nativo, la hidrología y los bienes y servicios ecosistémicos, 3) Desarrollo de combinación de Paquetes de Pago por Servicios Ecosistémicos para bienes y servicios prioritarios obtenidos a partir de una metodología participativa, incluyendo propuestas de tablas de valores para futuras bonificaciones y memorias de cálculo, y 4) Lineamientos de políticas y guía para sinergia entre iniciativas de conservación del bosque y/o ecosistemas de las cuencas.

La novedad de la propuesta no es solo la inclusión de la incertidumbre climática como criterio para la selección de indicadores clave y una propuesta PSE flexible, sino también en proponer y demostrar la utilidad de la herramienta de simulación hidrológica de los PEGH como un elemento clave que puede generar sinergias entre distintas iniciativas a nivel de cuencas que pueden resultar en las bases legales para el Pago por Servicios Ecosistémicos y la conservación y restauración de ecosistemas de bosque nativo como establece la Ley de Bosque Nativo. Finalmente, esta herramienta integrada de calidad del bosque, balance hídrico y servicios ecosistémicos, puede derivar en un sistema automatizado de apoyo a las decisiones que permita modificar además el cambio en las prioridades de los beneficiarios.