fitoestabilización de depósitos de relaves en chile

Fitoestabilización de Depósitosde Relaves en Chile

Guía N° 3:Flora y Vegetación Asociadas aRelaves Mineros Abandonados

Pedro León-LobosInstituto de Investigaciones Agropecuarias

rosAnnA GInocchIocentro de Investigación Minera y Metalúrgica

ALAn J.M. bAkerMelbourne University, Melbourne, Australia

www.fitoestabilizacion.cl

FITOESTABILIZACIONdepósitos de relaves – Chile norte-centro

www.fitoestabilizacion.cl

INIAMinisterio deAgricultura

Centro de Investigación Minera y Metalúrgica, CIMMInstituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA

Fitoestabilización de Depósitos de Relaves en ChileGuía N° 3: Flora y Vegetación Asociadas a Relaves Mineros Abandonados

N° de Inscripción: 171.924ISBN Obra Completa: 978-956-7226-09-2ISBN Volumen 3: 978-956-7226-12-2Enero de 2011

Diseño e impresión: Andros Impresoreswww.androsimpresores.cl

Firme en la majestad y en la armonía

de su maravillosa arquitectura,

cuya seguridad serena y pura

es más fuerte que el tiempo y su porfía.

Francisco Luis Bernández

Equipo profEsional

CIMM INIA-IntihuasiElena Bustamante Jaime CuevasJean François Casale Ismael JiménezLuz María de la Fuente Sergio SilvaYasna SilvaPaola Urrestarazu

Cristina Orchard & Miguel Gómez Claudio Canut de BonFacultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Departamento de Ingeniería de Minas,Pontificia Universidad Católica de Chile. Universidad de La Serena

EntidadEs asociadas

SERNAGEOMINMinisterio de Minería

Estos documentos técnicos fueron generados a partir del proyecto Innova Chile de CORFO 04CR9IXD-01, titulado Uso de recursos fitogenéticos nativos para la fitoesta-

bilización de depósitos de relaves en la Región de Coquimbo. El proyecto fue generado y liderado por la Unidad de Fitotoxicidad y Fitorremediación del Centro de Investigación Minera y Metalúrgica (CIMM) y coejecutado por el Centro Regional Intihuasi del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA).

Los documentos constituyen un aporte pionero y único para el país, entregando direc-trices prácticas para la aplicación de una tecnología sistematizada y validada para la adecuada y efectiva estabilización física, química y biológica de depósitos de relaves postoperativos y abandonados presentes en la zona norte-centro del país, como es la fitoestabilización. Cada una de las guías contenidas en esta obra es una entidad única que puede ser consultada en forma independiente, pero todas ellas se complementan para entregar la información fundamental y necesaria para la aplicación de la tecnología de fitoestabilización en depósitos de relaves postoperativos y abandonados del país.

Es importante destacar que los principios generales de esta tecnología también pueden ser aplicados a otros desechos mineros masivos, como botaderos de estériles y pilas de lixiviación, y a suelos contaminados con metales y metaloides, como los impactados por operaciones históricas de fundición de minerales. Sin embargo, ésta debe ser adaptada a las particularidades de estos sustratos.

La adecuada implementación de esta tecnología contribuirá a proteger la salud humana y el medio ambiente, al reducir las vías de exposición a los metales y metaloides con-tenidos en los desechos mineros masivos, además de permitir a las empresas mineras dar cabal cumplimiento a las nuevas regulaciones relacionadas con el cierre de faenas mineras. A su vez, esta tecnología permitirá la rehabilitación de las áreas perturbadas, revitalizándolas y permitiendo usos posteriores.

Finalmente, los editores de esta obra quieren destacar y agradecer en forma especial el importante apoyo de Anglo American y de sus profesionales, tanto en el proceso de desarrollo y de validación de la tecnología de estabilización a la realidad nacional como en la impresión de estos documentos. El interés de Anglo American por colaborar y apoyar este tipo de iniciativas ratifican el compromiso de esta compañía por desarrollar sus operaciones y la totalidad de las etapas de gestión siguiendo los más altos estándares ambientales, tanto internacionales como nacionales.

Prefacio|

1. INtRODUCCIóN 9

2. ESPECIES VEGEtALES PARA LA FItOEStABILIzACIóN: ANtECEDENtES GENERALES 11

2.1. Uso posterior o alternativas de rehabilitación 11

2.2. Restricciones climáticas sitio-específicas 12

2.3. Restricciones fisicoquímicas 12

3. FLORA Y VEGEtACIóN DE LA REGIóN DE COqUIMBO: ANtECEDENtES GENERALES 15

3.1. Clima y vegetación 15

3.2. Flora y vegetación 17

3.3. Estructura y dinámica de la vegetación 33 A) Regeneración 33 B) Efecto nodriza 33 C) Levantamiento hidráulico en especies arbustivas 35 D) Consumo de semillas por animales e insectos 35 E) Efecto de los animales herbívoros 36 F) Plantas exóticas o naturalizadas 37

4. FLORA Y VEGEtACIóN DE LA REGIóN DE COqUIMBO: COLONIzADORA ESPONtáNEA DE DEPóSItOS DE RELAVES ABANDONADOS 39

4.1. Especies vegetales colonizadoras espontáneas 39 A) Formas de vida 41 B) Origen de la flora 41 C) Similitud de la flora colonizadora espontánea con la flora silvestre 41

4.2. Usos potenciales de las especies colonizadoras espontáneas 43

Tabla de Contenidos

5 FLORA Y VEGEtACIóN DE LA REGIóN DE COqUIMBO: ESPECIES MEtALóFItAS 51

5.1. Biodisponibilidad y toxicidad por metales para las plantas 51

5.2. Especies metalófitas identificadas en la Región de Coquimbo 53

6. CONCLUSIONES GENERALES 57

BIBLIOGRAFíA 59

9

cIMM - InIA-IntIhUAsI

La fitoestabilización constituye una técni-ca efectiva para la estabilización de los

depósitos de relaves mineros abandona-dos y postoperativos presentes en la zona norte-central de Chile, como la IV Región de Coquimbo. Esta tecnología se define como el uso de especies vegetales nativas y endémicas tolerantes a metales (meta-lófitas) y de acondicionadores de sustrato adecuados para estabilizar física, química y biológicamente suelos contaminados con metales y desechos mineros masivos que aún contienen metales, como los relaves. El objetivo último de la fitoestabilización es controlar o mitigar los posibles riesgos ambientales que los metales contenidos en el sustrato de interés pueden imponer en el medio ambiente, a través de una dismi-nución en su biodisponibilidad; o sea, la eliminación de las vías de exposición.

La selección adecuada de las especies vegetales fitoestabilizadoras es uno de los factores críticos para asegurar el buen éxito de esta tecnología. El primer requisito es que las especies puedan tolerar las altas concentraciones de metales del sustrato y que acumulen los metales en las raíces o tejidos subterráneos (metalófitas excluyen-tes). El segundo requisito es que las especies estén adaptadas al clima local y sean inocuas para el medio ambiente. Por ello, existe una tendencia internacional cada vez más fuerte de usar especies nativas y endémicas, es decir propias del área biogeográfica donde está emplazado el depósito de relaves o el sustrato de interés de fitoestabilizar. Con una

selección adecuada de especies vegetales, además de un manejo inicial adecuado con acondicionadores de sustrato, puede lograrse el adecuado establecimiento y de-sarrollo de la formación vegetal de interés, la que permanecerá posteriormente en el tiempo sin ningún manejo adicional. De esta forma, la fitoestabilización constituye una tecnología de rehabilitación ambiental que permite recrear un ecosistema auto-sustentable, con especies vegetales nativas y endémicas adaptadas a las condiciones edáficas y climáticas del lugar.

Para rehabilitar una formación vegetal auto-sustentable sobre un depósito de relaves cualquiera, se requiere aplicar un progra-ma de fitoestabilización en el marco de las técnicas de la rehabilitación ecológica, las que se basan en el buen conocimiento de las especies vegetales, así como de la es-tructura y la dinámica de las comunidades vegetales silvestres a reconstruir sobre los depósitos de relaves. El objetivo de esta guía es entregar los antecedentes básicos sobre la flora y la vegetación metalófita de Chile norte-central, con énfasis en la estructura y la dinámica de la vegetación silvestre de la Región de Coquimbo como región ejempli-ficadora. Adicionalmente, se caracteriza la flora que ha colonizado espontáneamente los depósitos de relaves abandonados de la Región de Coquimbo, ya que esta informa-ción constituye una base inicial adecuada para la ejecución de programas de fitoes-tabilización de depósitos de relaves en la zona norte-centro del país.

1|Introducción

11


Las especies vegetales adecuadas para ser usadas en programas de fitoestabilización

de depósitos de relaves en la zona norte-centro del país deben ser seleccionadas de acuerdo a los siguientes criterios básicos:

• El uso posterior o alternativa de rehabi-litación elegida entre las posibles para el sitio. Por ejemplo, la recuperación de una formación vegetal similar a la na-tural presente en el área (rehabilitación ecológica), la creación de un parque de esparcimiento o la plantación de un bosque productivo, entre otras.

• Las restricciones climáticas específicas del lugar de emplazamiento del depó-sito de relaves de interés. La elección inadecuada de las especies vegetales a las restricciones climáticas del lugar, podría determinar costos mucho mayo-res debido a los altos requerimientos de mantención tanto en el corto como en el largo plazo (ej., riego, fertilización). Por ello, se favorecen las especies nativas y endémicas disponibles localmente por sobre las exóticas.

• Las restricciones físico-químicas sitio-específicas de los relaves de interés. Es particularmente importante la capacidad

de tolerancia de las plantas selecciona-das a los altos contenidos de metales presentes en los relaves.

2.1. Uso PosterIor o ALternAtIvAs de rehAbILItAcIón

La selección de las especies vegetales que serán usadas en un programa de fitoestabili-zación específico depende del uso posterior o de la alternativa de rehabilitación que sea definida o elegida entre las posibles al mo-mento del cierre del depósito de relaves. La alternativa más adecuada de fitoestabilización dependerá de las potencialidades y restric-ciones propias del lugar de emplazamiento del depósito de relaves (ej., topografía, clima, grado de aislamiento, etc.), de los recursos económicos disponibles para la ejecución del programa de fitoestabilización, de las posibilidades y restricciones en el ámbito de la ingeniería, de las regulaciones am-bientales y mineras, y de las posibilidades y restricciones en el ámbito de la ecología, entre las más importantes.

Para un depósito de relaves cualquiera existen distintas posibilidades de uso pos-terior o de rehabilitación. Por ejemplo, el programa de fitoestabilización puede ser

2|Especies Vegetales

para la Fitoestabilización:Antecedentes Generales

12

3| Fitoestabilización de depósitos de relaves en chile – Guía n° 3: Flora y vegetación Asociadas a relaves Mineros Abandonados

pensado para recuperar una formación vegetal similar a la natural existente en el lugar (rehabilitación ecológica), de forma de integrar en forma armónica la cubierta vegetal establecida artificialmente sobre el depósito de relaves con su entorno; este tipo de alternativa también puede ser pensado hacia la generación de una zona de conser-vación, donde se ayude a la preservación de especies vegetales con problemas de conservación, como puede ser un jardín botánico. Otras alternativas usadas en el extranjero han sido la creación de parques de esparcimiento o la plantación de bosques productivos, entre otras.

2.2. restrIccIones cLIMátIcAs sItIo-esPecíFIcAs

La ubicación de cada faena minera deter-mina las limitaciones climáticas particulares para el establecimiento y crecimiento de las plantas. Por ello, los programas de fitoestabilización realizados en Europa, Australia y Estados Unidos, han enfatizado el uso de plantas nativas o endémicas por sobre las plantas exóticas. Sus mejores ventajas comparativas, determinadas por su adaptación óptima al clima del lugar, les permite lograr la mejor estabilización posible del sustrato de interés, con el mejor costo-beneficio. El uso de especies exóti-cas, no apropiadas al clima del lugar que se desea estabilizar, incrementa los costos de mantención (ej., por mayor riego) y reduce el éxito de la fitoestabilización en el largo plazo al no lograrse un sistema autosustentable. Adicionalmente, el uso de especies nativas y endémicas locales evita la ocurrencia de otros problemas ambientales secundarios no deseados o esperados, como la introducción de espe-cies que puedan volverse invasoras y que alteren la dinámica de las comunidades biológicas silvestres del lugar.

2.3. restrIccIones FIsIcoqUíMIcAs

Los relaves mineros imponen diversas restric-ciones para el establecimiento y crecimiento de la vegetación, ya que corresponden a un material particulado fino y homogéneo (arenas y lamas), sin estructura, con ausencia de nutrientes esenciales, alto contenido de elementos tóxicos, como metales (ej., cobre, cinc, hierro) y metaloides (ej., arsénico), y casi nula actividad biológica (ausencia de microorganismos que permitan el ciclado de la materia orgánica y de los nutrientes del suelo). De esta forma, para poder in-troducir una cubierta vegetal funcional y autosustentable a través de programas de fitoestabilización, es necesario acondicionar los relaves con distintos materiales, que permitan corregir las restricciones físicas, químicas y microbiológicas.

El uso de acondicionadores tiene costos asociados y muchas veces su disponibilidad local no es la adecuada. Por ello, cuando existe una alta biodisponibilidad de metales en los relaves de interés, la que impone problemas de toxicidad para las plantas, será entonces importante seleccionar especies nativas y endémicas que sean metalófitas excluyentes. también es posible disminuir la toxicidad por metales de los relaves con la ayuda de acondicionadores apropiados; en estos casos, es posible permitir el esta-blecimiento de una diversidad mayor de especies vegetales nativas y endémicas, incluyendo aquellas sensibles al exceso de metales. En cualquier caso, la mejor alternativa dependerá del sitio a tratar, de los recursos disponibles, tanto financieros como de acondicionadores y del objetivo final de rehabilitación establecido.

La tendencia internacional en las tecnologías de fitoestabilización ha sido hacia el uso de un grupo particular de plantas denominadas metalófitas (Figura 2.1). Estas plantas se

13


caracterizan por su capacidad para tolerar concentraciones de metales biodisponibles en el sustrato hasta 100 veces más elevadas que las plantas comunes (sensibles). Estas especies han desarrollado mecanismos biológicos que les permiten resistir concen-traciones de metales en sus tejidos que son tóxicos para la mayoría de las plantas.

Las plantas metalófitas pueden corresponder a especies con tolerancia constitutiva a los metales (metalófitas constitutivas), o sea que todos los individuos de esa especie tienen la capacidad de tolerar altas con-centraciones de metal en el sustrato, o a poblaciones de especies comunes que han desarrollado variantes genéticas tolerantes al establecerse sobre desechos mineros o suelos contaminados con metales, denomi-nadas pseudometalófitas. Por motivos de simpleza, en este manual nos referiremos genéricamente a ellas como metalófitas, ya que ambos tipos son adecuados para los programas de fitoestabilización.

Las especies vegetales no sólo deben tolerar los metales presentes en altas concentracio-nes en los relaves, sino que también deben distribuirlos en forma adecuada en sus te-jidos. Específicamente, los metales deben

ser acumulados en los tejidos subterráneos, como las raíces, sin ser traslocados en forma importante a los tejidos aéreos, como las hojas y los tallos. O sea, deben ser plantas metalófitas excluyentes (Figura 2.2). Existe otro tipo de plantas metalófitas denominadas hiperacumuladoras, las que se caracterizan por acumular metales en sus tejidos aéreos en concentraciones muy elevadas (Figura 2.2). Estas plantas son adecuadas para otras tec-nologías de fitorremediación, como es la fitoextracción, pero no para la fitoestabiliza-ción, ya que pueden imponer problemas de transferencia y de acumulación de metales en las cadenas alimenticias o tróficas.

Finalmente, es importante destacar que una especie metalófita cualquiera es tolerante sólo a algunos metales y metaloides y no a otros. No existen plantas metalófitas tolerantes en forma simultánea a todos los metales y metaloides. Por ejemplo, se han detectados metalófitas para antimo-nio, arsénico cadmio, cinc, cobre, cobalto, plomo, manganeso, níquel y selenio. Por ello es que debe seleccionarse las espe-cies tolerantes a los metales y metaloides presentes en mayores concentraciones biodisponibles en el relave minero que se desea fitoestabilizar.

Deficiencia Adecuado Tóxico

Dosis metal biodisponible

Cre

cim

ient

o Tóxico

ESPECIE SENSIBLE

ESPECIE TOLERANTE

Contenido de metal biodisponibleen el sustrato

Con

teni

do d

e m

etal

en

las

hoja

s

METALÓFITAEXCLUYENTE

HIPERACUMULADORA

Figura 2.1. Representación genérica de la distinta capacidad de respuesta a la alta biodisponibilidad de metal en el sustrato entre una planta sensible (no tolerante) y una planta metalófita (tolerante).



Cre

cim

ient

o Tóxico

ESPECIE SENSIBLE

ESPECIE TOLERANTE

Contenido de metal biodisponibleen el sustrato

Con

teni

do d

e m

etal

en

las

hoja

s

METALÓFITAEXCLUYENTE

HIPERACUMULADORA

Figura 2.2. Representación genérica de la distinta capacidad de acumulación de metales en las hojas de las plantas metalófitas hiperacumuladoras y las metalófitas excluyentes.

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Cuando la alternativa de rehabilitación elegida para un programa de fitoes-

tabilización de un depósito de relaves cualquiera favorece la rehabilitación de una formación vegetal similar a la natural presente en el área de emplazamiento del depósito, entonces, el conocimiento de la flora y vegetación propia de la Región se vuelve altamente relevante. En esta sección entregamos información fundamental rela-cionada con las características de la flora y de la vegetación nativa y endémica de la Región de Coquimbo.

3.1. cLIMA y veGetAcIón

La Región de Coquimbo se encuentra en una zona climática de transición entre el clima de tipo Mediterráneo árido del extre-mo norte del país y el clima Mediterráneo semiárido de la zona centro-sur. La influencia del núcleo de alta presión del Pacífico Sur y de la corriente marina fría de Humboldt restringe los frentes que provienen del océano Pacífico y determinan una pluvio-metría baja y fluctuante en la mayor parte de la Región. Por ejemplo, en La Serena la precipitación anual promedio es de 80 mm, mientras que en Los Vilos es de 329 mm. Otro aspecto importante es que existe

gran variación en las precipitaciones tanto dentro del año (intraanual), con lluvias concentradas principalmente en el invierno, como entre años (interanual), asociada al fenómeno El Niño-Oscilación del Sur (ENSO en su sigla en inglés) el que se caracteriza por determinar un patrón de lluvias en el cual un año de intensas lluvias es seguido de varios años de sequía.

Los climas de tipo Mediterráneo se ca-racterizan porque las precipitaciones se concentran en el período frío o invernal y los veranos son cálidos y secos. En la Región de Coquimbo, la estación cálida y seca transcurre entre octubre y abril, mien-tras que la estación fría se extiende desde mayo a septiembre. El régimen térmico de la Región se caracteriza por sus altas tem-peraturas diurnas y temperaturas nocturnas moderadas durante todo el año. Esto deter-mina que las demandas atmosféricas de agua sean elevadas, lo que unido a los reducidos montos pluviométricos concentrados en los meses de invierno (mayo-agosto), genera un fuerte déficit hídrico durante el período de primavera-verano. Sin embargo, la compleja topografía de la Región determina una alta variación microclimática. Por ejemplo, la franja costera (20 a 25 km desde el litoral) presenta alta humedad atmosférica (85%),

3|Flora y Vegetación de

la Región de Coquimbo:Antecedentes Generales

16


debido a la frecuente nubosidad presente en las mañanas, temperaturas homogé-neas y moderadas, como consecuencia de la regulación oceánica, y precipitaciones bastante bajas; así, el déficit hídrico en esta zona no es tan pronunciado. En cambio, hacia los valles interiores las temperaturas y la radiación solar aumentan gradualmente hasta la parte media y alta, constituyéndose un clima estepario cálido, con ausencia de nubosidad, mayor oscilación térmica diaria y menores precipitaciones, debido a la pérdida de la influencia oceánica y al aumento de las condiciones de enclaustramiento y de influencia de la altura. Los sectores cordi-lleranos, hasta los 2.000 m de altitud, tienen un clima determinado por la altura, sobre todo en la parte más septentrional, donde las oscilaciones térmicas son marcadas y hay un importante déficit hídrico por aumento de la evapotranspiración.

Las características climáticas regionales han condicionado una fisonomía típica de las zonas áridas y semiáridas con dominio de arbustos leñosos y cactáceas asociadas a un estrato herbáceo temporalmente activo. El compo-nente arbóreo es minoritario en la Región y se encuentra restringido a las quebradas más húmedas. Sin embargo, es necesario precisar que la acción humana ha contribuido a acen-tuar desde antaño este patrón de dominancia de especies arbustivas menores, debido a que se ha sobreutilizado las especies leñosas mayores como combustible o simplemente se han despejado para habilitar campos de cultivo. En forma indirecta, la introducción de ganado caprino y la actividad agrícola han contribuido a reducir la cobertura de las especies nativas, incrementando la desertifi-cación de la Región.

La alta variabilidad microclimática determina la existencia de diversas formaciones vege-tacionales, las que incluyen entre otras al desierto costero, a los matorrales estepáricos

y a la estepa altoandina. Estas formaciones varían en cuanto a la fisonomía (aspecto) debido a los gradientes ambientales propios de la Región, como los determinados por la temperatura, precipitación y tipos de suelos. Sin embargo, el estrato leñoso bajo (arbus-tos), por su resistencia a la sequía en años de baja precipitación, es el más importante para caracterizar las unidades dominantes cuya composición florística y coberturas están determinadas principalmente por el clima, el suelo y la intervención antrópica. Es así como la flora de altitudes bajas y medias de la Región está dominada por arbustos espinosos y cactáceas, que le dan una fisonomía característica al paisaje. Sin embargo, después de las lluvias, y especial-mente en años muy lluviosos, el semidesierto se cubre de flores de numerosas herbáceas, las cuales persisten durante la estación seca como bulbos o semillas.

La Región de Coquimbo tiene una superficie total de 4.055.107,6 hectáreas, de los cuales el 41% se encuentra por debajo de los 1.000 m de altitud, el 23% entre los 1.000 y los 2.000 m, y el 36% restante por sobre los 2.000 m. Los principales usos del suelo se encuentran en las categorías de praderas y matorrales (77%), áreas desprovistas de ve-getación (18%) y de terrenos agrícolas (3%; tabla 3.1). En otras palabras, el uso del suelo de praderas y matorral representa más de las tres cuartas partes de la superficie regional y está bien y homogéneamente representado en las tres provincias de la Región: 78% en Elqui, 76% en Limarí y 75% en el Choapa. En las tres provincias, el subuso del suelo más importante corresponde a matorral, el que paulatinamente disminuye hacia el sur. Sin embargo, existe una superficie regio-nal importante desprovista de vegetación (18%), debido a la degradación histórica del ambiente por parte del hombre y a las grandes alturas que restringen el desarrollo de la vegetación.

17


Información más detallada sobre las carac-terísticas físicas, climáticas y de los impactos antrópicos históricos sobre la vegetación regional puede encontrarse en la guía sobre el “Marco Ambiental y Relaves Mineros Abandonados de la Región de Coquimbo”, complementaria a este documento.

3.2. FLorA y veGetAcIón

La Región de Coquimbo es una de las re-giones más interesantes del país en cuanto a su biodiversidad debido a que constituye una zona de transición florística. Posee una de las floras más diversas y con mayores niveles de endemismo en Chile debido a que la vegetación se extiende sobre un relieve complejo y heterogéneo, dentro de un área de transición con alta heterogeneidad am-biental, la que presentó cambios climáticos

recurrentes en el pasado. Además, la natu-raleza de Chile como una isla geográfica, determinada por uno de los desiertos más áridos del mundo en el extremo norte, una tundra fría en la zona austral y las barreras de la Cordillera de los Andes y del océano Pacífico por el oriente y poniente, respecti-vamente, permitió en esta zona la ocurrencia de procesos evolutivos que llevaron a la formación de una diversidad de especies únicas o endémicas.

La flora nativa de la IV Región de Coquimbo está constituida por 1.478 especies, repre-sentada en 789 especies endémicas y 689 especies nativas. El total de familias endé-micas y nativas para la región es de 138, siendo la familia Asteraceae la que contiene el mayor número de especies (224), segui-da por las familias Poaceae, Fabaceae y Boraginaceae con 104, 96 y 92 especies,

Tabla 3.1Superficie de la Región de Coquimbo por tipo de uso de suelo.

(Tomada de CONAF 2004)

Usos del suelo Superficie

Hectáreas %

áreas Urbanas e Industriales 14.437 0,4

terrenos Agrícolas 132.154 3,3

Praderas y Matorrales 3.112.392 76,8

Bosques 34.317 0,8

Humedales 15.557 0,4

áreas Desprovistas de Vegetación 741.593 18,3

Cuerpos de Agua o aguas Continentales 4.656 0,1

total 4.055.108 100,0

18


Tabla 3.2Flora vascular endémica y nativa presente en la Región de Coquimbo

(Fuente: Marticorena et al. 2001).

FamiliaEspecies Endémicas

(nº)Especies Nativas

(nº)Total

Asteraceae (Compositae) 136 88 224

Poaceae (Gramineae) 23 81 104

Fabaceae (Papilionaceae) 66 30 96

Boraginaceae 60 32 92

Brassicaceae (Cruciferae) 31 21 52

Nolanaceae 14 0 14

Scrophulariaceae 27 15 42

Apiaceae (Umbelliferae) 19 24 43

Solanaceae 21 19 40

Chenopodiaceae 6 9 15

Polygonaceae 11 4 15

Cactaceae 27 4 31

Oxalidaceae 14 8 22

Malvaceae 9 8 17

Alstroemeriaceae 18 1 19

Alliaceae 14 3 17

Euphorbiaceae 12 6 18

Rubiaceae 7 10 17

Rosaceae 4 7 11

Onagraceae 3 14 17

Cyperaceae 3 28 31

Continúa en página siguiente

19


FamiliaEspecies Endémicas

(nº)Especies Nativas

(nº)Total

Caryophyllaceae 11 14 25

Iridaceae 5 9 14

Loasaceae 16 11 27

Portulacaceae 17 25 42

Lamiaceae (Labiatae) 13 2 15

Dioscoreaceae 12 0 12

Ranunculaceae 0 12 12

Bromeliaceae 7 4 11

Verbenaceae 16 21 37

Valerianaceae 11 0 11

Violaceae 11 4 15

Sub total (32)Otras familias (106)total (138)

644145789

514175689

1.158320

1.478

Tabla 3.3Formas de vida de la flora de la Región de Coquimbo

(Fuente: Marticorena et al. 2001).

Forma de Vida Total de Especies Especies Endémicas

(nº) (%) (nº) (%)

árbolArbustoCactáceaHierba perenneHierba anual

4540231

661339

3275

4523

2328027

272189

5170874156

total 1.478 100 791 54

Continuación tabla 3.2

20


respectivamente (tabla 3.2). En cuanto a las formas de vida (tabla 3.3), las hierbas perennes, los arbustos y las hierbas anua-les o bianuales son las dominantes (44,7%, 27,2% y 23% respectivamente). Cabe destacar el alto grado de endemismos presentes en esta Región. Esto le confiere características únicas en términos de biodiversidad.

La flora de la Región de Coquimbo se en-cuentra dentro de la zona norte-centro del país incluida entre las 34 áreas del mundo identificadas por su alta biodiversidad y prioridad para su conservación (hotspots o puntos candentes de biodiversidad). Sin embargo, dentro de esta área del país, la IV Región ocupa una posición central porque reúne un amplio espectro de elementos bio-geográficos únicos. Específicamente, la flora total de la Región de Coquimbo comprende poco más del 30% de las especies presentes en la flora de Chile Continental. El 54% de las especies nativas son endémicas de Chile y el 23% son endémicas del centro-norte de Chile (III a V Región).

La necesidad de aportar en la conservación de la flora nativa de la Región es reflejada por el alto porcentaje de especies que se encuentran en categoría de estado de con-servación (58% o 850 especies) o que son insuficientemente conocidas (40% o 587 especies). Al presente, 209 especies (14%) están en las categorías de conservación Extinta (2 especies), En Peligro (36 espe-cies) y Vulnerable (171 especies). Las áreas con mayor concentración de especies con problemas de conservación se ubican hacia el oeste de la Región. Específicamente, el

área del Parque Nacional Bosque de Fray Jorge concentra una alta proporción de especies con problemas de conservación. Le siguen en importancia un área al este de Combarbalá, Los Vilos y Coquimbo.

En la literatura especializada existen di-versos estudios tanto descriptivos como sistemáticos de la vegetación de la Región de Coquimbo. Sin embargo, las clasifica-ciones más adecuadas y útiles son las de Gajardo (1994) y Luebert & Pliscoff (2006). Estos autores definen Regiones Ecológicas, divididas en subregiones; estas a su vez están compuestas por formaciones vege-tales. En el caso particular de la Región de Coquimbo, estos autores distinguen cuatro subregiones y once asociaciones vegetacionales (Figura 3.1):

• Desierto costero de Huasco.• Desiero florido de las serranías.• Estepa altoandina de la Cordillera de

Doña Ana.• Matorral preandino de la Cordillera de

Coquimbo.• Matorral andino esclerófilo.• Estepa altoandina de la Cordillera de

Santiago.• Matorral estepario costero.• Matorral estepario interior.• Matorral estepario boscoso.• Matorral estepario arborescente.• Matorral espinoso de las serranías.

A continuación se resumen las asociaciones vegetacionales de la Región de Coquimbo, de norte a sur, y los principales componentes de la flora, según Gajardo (1994).

21


Figura 3.1. Mapa vegetacional de la Región de Coquimbo y ubicación de los depósitos de relaves catastrados en cuanto a especies vegetales colonizadoras espontáneas (Modificada de Squeo et al. 2001).

22


Desierto Florido de las Serranías

Abarca desde el sur de la III Región de Atacama al norte de la IV Región de Coquimbo, todo el sector interior comprendido entre los 300 y los 1.800 m de altitud; o sea, los sectores montañosos intermedios.

Esta formación vegetal presenta una gran diver-sidad florística, pero la expresión de las especies efímeras (herbáceas anuales y herbáceas con ór-ganos subterráneos perdurantes como las geófitas) depende de la ocurrencia esporádica de precipi-taciones intensas. En general, su fisionomía es la de un matorral abierto muy degradado, debido a la explotación histórica de sus especies leñosas como fuente de biomasa vegetal para combustible (leña). Las especies representativas o comunes de esta formación son, en general, poco conocidas y presentan un alto grado de endemismo (son exclusivas de esta zona). Entre ellas están:

Balsamocarpon brevifolium (algarrobilla)Caesalpinia angulata (retamilla)Encelia canescens (coronilla del fraile)Adesmia argenteaCordia decandra (carbonillo)Pintoa chilensis (pintoa)Proustia ilicifolia (huañil)Bulnesia chilensis (retama del cerro)

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Desierto Costero del Huasco

Abarca desde el sur de la III Región de Atacama al norte de la IV Región de Coquimbo, todo el sector costero comprendido entre los 0 m y los 300 m de altitud.

Esta formación vegetal presenta una gran cantidad de endemismos. Es un matorral muy abierto, do-minado por arbustos, y que ha estado sometido a una constante y persistente intervención antrópica. La asociación vegetal dominante es Heliotropium stenophyllum-Oxalis gigantea.

Las especies representativas o comunes son:

Heliotropium stenophyllum (monte negro)Oxalis gigantea (churqui)Encelia canescens (coronilla del fraile)Ephedra andina (pingopingo)Ophryosporus triangularis (rabo de zorro)Adesmia argenteaAristolochia chilensis (oreja de zorro)Senna cumingii (alcaparra)Skytanthus acutus (cacho de cabra)Eulychnia acida (rumpa)Argylia radiataBalbisia peduncularis

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Estepa Altoandina de la Cordillera de Doña Ana

Abarca la zona cordillerana de los Andes al sur de la III Región de Atacama y al norte de la IV Región de Coquimbo, entre los 2.700 m y los 4.000 m de altitud.

Esta formación vegetal está constituida por un matorral espinoso, xeromórfico o resistente a la sequía, con una gran riqueza florística. Es una formación vegetacional transicional y compleja, cuya asociación vegetal dominante esStipa chrysophylla-Adesmia gayana.


Stipa chrysophylla (coirón amargo)Adesmia remyanaAdesmia gayana (adesmia)Calandrinia picta (pata de guanaco)Adesmia subterranea (cuerno de cabra)Azorella madreporica (llareta)Cristaria andicola (malvilla)

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Estepa Altoandina de la Cordillera de Santiago

Abarca la zona cordillerana de los Andes al sur de la IV Región de Coquimbo, entre los 2.600 m y los 3.300 m de altitud. Representa el nivel alti-tudinal superior de la vegetación, pero presenta una distribución discontinua debido al abrupto relieve montañoso.

Esta formación vegetal está constituida por un matorral bajo, xeromórfico o resistente a la sequía, dominado por subarbustos y plantas en cojín, tales como hierbas pulvinadas y gramíneas de crecimiento en mechón.

Se distinguen cinco asociaciones vegetacionales:

Mulinum spinosum-Chuquiraga oppositifoliaAzorella madreporica-Laretia acaulisStipa lachnophyllaChuquiraga oppositifolia-Guindilia trinervisPatosia clandestina-Juncus balticus

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Matorral Andino Esclerófilo

Abarca las laderas andinas casi a todo lo largo de la IV Región de Coquimbo, entre los 1.000 m y los 2.500 m de altitud. Penetra en la Cordillera de los Andes por los cajones de los grandes ríos.

Posee una distribución discontinua debido al abrupto relieve montañoso. Esta zona ha estado sometida a una intensa explotación histórica, pro-ducto del pastoreo y de la extracción de biomasa vegetal leñosa para combustible.

Corresponde a una formación arborescente abierta, dominada por arbustos altos. Muestra importantes limitaciones hídricas, debido a las bajas e irregulares precipitaciones. El patrón de distribución de la vegetación está determinado esencialmente por el relieve, siendo importante la influencia de la exposición.

Se distinguen cuatro asociaciones vegetacio-nales: Colliguaja integerrima-Tetraglochin alatum, Escallonia myrtoidea-Maytenus boaria, Austrocedrus chilensis-Schinus montanus y Kageneckia angustifolia-Guindilia trinervis.


Kageneckia angustifolia (frangel)Acaena pinnatifida (cadillo)Guindilia trinervis (guindillo)Quillaja saponaria (quillay)Viviania marifolia (oreganillo)Haplopappus canescens (hierba del chivato)Colliguaja integerrima (duraznillo)Ephedra andina (pingopimgo)Austrocedrus chilensis (ciprés de la cordillera)Aristotelia chilensis (maqui)Schinus polygama (litrecillo)Ribes punctatum (zarzaparrilla)

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Matorral Espinoso de las Serranías

Abarca las laderas altas de la vertiente oriental de la Cordillera de la Costa y de la precordillera andina, entre los 1.400 m y los 2.000 m de altitud.

La fisonomía vegetacional es heterogénea debido a la alta heterogeneidad ambiental; no obstante, domina el matorral xeromórfico de arbustos espinosos. La cobertura vegetacional ha sido profundamente afec-tada por la actividad antrópica histórica, de modo que sus formaciones vegetacionales se presentan muy heterogéneas tanto en su composición florística como en su estructura espacial.

Se distinguen diez asociaciones vegetacionales:

Prosopis chilensis-Schinus polygamaAcacia caven-Flourensia thuriferaColliguaja odorifera-Adesmia microphyllaColliguaja odorifera-Proustia cinereaSalix chilensis-Maytenus boariaFlourensia thuriferaTessaria absinthioides-Baccharis pingraeaQuillaja saponaria-Porlieria chilensisAcacia caven-Atriplex repandaPuya berteroniana-Adesmia arborea

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Matorral Estepario Arborescente

Abarca el sector costero sur de la IV Región de Coquimbo. Corresponde a una formación ve-getal donde predominan los matorrales leñosos altos e incluso subarbóreos. En algunos sectores se expresan abundantes especies típicas de los bosques esclerófilos mientras que en los sectores costeros dominan las praderas anuales asociadas con arbustos bajos.

Se distinguen cuatro asociaciones vegetaciona-les: Peumus boldus-Podanthus mitiqui, Pouteria splendens-Lepechinia salviae, Piptochaetium montevidense-Haplopappus rosulatus y Nolana paradoxa-Eriosyce chilensis.


Eupatorium salvia (salvia macho)Flourensia thurifera (incienso)Quillaja saponaria (quillay)Cryptocaria alba (peumo)Lepechinia salviae (salvia dulce)Bahia ambrosioides (chamiza)Puya venusta (chagualillo)Calandrinia grandiflora (doquilla)Eriosyce subgibbosa (quisquito)

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Matorral Estepario Boscoso

Abarca el sector costero del centro-sur de la IV Región de Coquimbo, entre los 0 m y los 500 m de altitud. Corresponde a un matorral heterogéneo, con suculentas de carácter transicional, ya que se encuentra interpenetrado por algunos compo-nentes de los matorrales costeros desérticos. Esta formación se encuentra fuertemente intervenida, presentando sectores en que el matorral ha sido totalmente desplazado por praderas. En pequeñas cuencas protegidas y en laderas de exposición sur, se desarrollan bosques de extensión muy reducida.

Se distinguen ocho asociaciones vegetacionales:

Azara celastrina-Schinus latifoliusLithrea caustica-Porlieria chilensisBahia ambrosioides-Puya chilensisHelenium aromaticum-Sagina apetalaBaccharis concava-Ribes punctatumAdesmia tenella-Erodium cicutariumPuya chilensisAmbrosia chamissonis-Distichlis spicata

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Matorral Estepario Costero

Abarca el sector costero del centro-norte de la IV Región de Coquimbo, entre los 0 m y los 300 m de altitud. Corresponde a un matorral muy abierto dominado por arbustos bajos de hojas duras (xeromórficas) que se distribuyen sobre las terrazas litorales. Esta área posee una gran limita-ción hídrica. Por ello, durante la primavera de los años lluviosos hay un gran desarrollo de herbáceas efímeras tanto nativas como introducidas.

Se distinguen cuatro asociaciones vegetacionales: Adesmia microphylla-Senna cumingii, Heliotropium stenophyllum-Fuchsia lycioides, Myrcianthes coquimbensis-Echinopsis coquimbana y Alona filifolia-Plantago hispidula.


Flourensia thurifera (incienso)Ophryosporus triangularis (rabo de zorro)Pleocarphus revolutus (cola de ratón)Stipa plumosa (pasto rey)Adesmia tenellaNolana paradoxa (suspiro)Oxalis gigantea (churqui)Haplopappus angustifolius (bailahuén)Myrcianthes coquimbensis (lucumillo)Moscharia pinnatifida (almizcle)

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Matorral Estepario Interior

Abarca el sector interior central de la IV Región de Coquimbo, entre los 300 m y los 1.200 m de altitud. Corresponde a un matorral que ocupa los llanos y las serranías interiores por lo que no recibe influencia marítima. De esta forma, las especies presentan características xéricas acentuadas. Es una zona en que el mosaico vegetacional muestra una alta complejidad debido a la variedad de influencias climáticas, topográficas y antrópicas.

Se distinguen seis asociaciones vegetacionales:

Flourensia thurifera-Heliotropium stenophyllumFabiana barriosii-Junellia selaginoidesTessaria absinthioides-Pleocarphus revolutusBridgesia incisifolia-Flourensia thuriferaGutierrezia resinosa-Atriplex semibaccataLithrea caustica-Colliguaja odorifera

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Matorral Preandino de la Cordillera de Coquimbo

Abarca el sector interior central de la IV Región de Coquimbo, en las laderas medias andinas entre los 1.500 m y los 3.000 m de altitud. Las condiciones ecológicas permiten el desarrollo de una vegetación de gran riqueza florística y una densa cubierta de arbustos bajos, que en algunos casos alcanza co-berturas mayores al 40%. Ocupa preferentemente sustratos arenosos o aluviales.

Se distingue una asociación vegetacional:

Fabiana imbricata-Ephedra andina


Stipa pogonathera (coirón)Viviania marifolia (oreganillo)Alstroemeria venustula (lirio del campo)Baccharis confertifolia (chilquilla)Adesmia spinosissima (añahuilla)Argylia potentillifolia (terciopelo)Chuquiraga oppositifolia (chuquiraga)

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3.3. estrUctUrA y dInáMIcA de LA veGetAcIón

A) regeneración

En la zona con clima Mediterráneo semiárido del norte-centro de Chile, la germinación y el crecimiento de las plantas ocurren preferen-temente durante el invierno y la primavera, cuando las condiciones de temperatura y hu-medad son más favorables que en el verano, caracterizado por las altas temperaturas y la nula precipitación. Este ciclo fenológico es fuertemente amplificado durante los eventos ENSO (El Niño-Oscilación del Sur), los cuales se manifiestan en Chile con períodos de precipitación por sobre el promedio de un año normal. Estas condiciones ambientales repercuten en la dinámica de las comuni-dades que típicamente están limitadas por el agua, como ocurre en los ecosistemas áridos y semiáridos de Chile (Figura 3.2). Al comparar un año ENSO con uno normal, se observa que la cobertura de las hierbas anuales aumenta entre un 20 y un 50% y el número de especies representadas aumenta entre 1 y 3 veces. Este patrón se repite al comparar la cobertura de los arbustos y las hierbas perennes en laderas secas, altamente irradiadas, no así en el número de especies arbustivas. A más largo plazo, como por ejemplo a los 14 años, se observa que existe una relación positiva entre la precipitación y la cobertura del follaje de los arbustos y las hierbas perennes.

Los antecedentes disponibles indican que los eventos ENSO, como el del año 1997, tienen una gran importancia para reabaste-cer, recuperar y posiblemente mantener la vegetación efímera en esta Región. Es así como se ha encontrado que las densidades de semillas en el banco de semillas del suelo son altamente variables entre años, estando fuertemente asociadas con el régimen plu-vial. Por ejemplo, las densidades de semillas

durante el evento ENSO 1991-1992 fueron entre 5 y 10 veces superiores que la de los años normales y las variaciones fueron muy marcadas para las especies anuales, en comparación con los arbustos, los cuales mostraron una baja variación. Además, los eventos ENSO influyen en cuanto al aspecto fisonómico de la vegetación, ya que determinan la existencia de aumentos en la cobertura de las hierbas anuales y alargan la estación de crecimiento vegetal en alrededor de tres meses. Estos efectos positivos del fenómeno ENSO sobre la ve-getación son mucho más marcados en los ambientes limitados por el agua, como las laderas altamente irradiadas de exposición norte, que las laderas húmedas y menos irradiadas de exposición sur.

En síntesis, las especies que responden a los pulsos de agua asociados a los fenómenos ENSO dejan grandes reservas de semillas en esta ventana de tiempo favorable, lo cual les permite persistir en los sistemas naturales en el largo plazo. Por ello, se podría aprovechar los eventos ENSO para desencadenar una recuperación permanente de los ecosistemas semiáridos degradados. Esto podría ser realizado suprimiendo tem-poralmente la fuerte herbivoría existente en estos sistemas para que la vegetación se recupere naturalmente, o ayudando a través de plantaciones artificiales.

b) efecto nodriza

En los ecosistemas Mediterráneos semiáridos de la Región de Coquimbo, las plántulas (juveniles) de las especies leñosas, como los arbustos, tienden a agruparse bajo in-dividuos de mayor altura y área de follaje, como es el caso de Baccharis linearis (romerillo) y Haplopappus parvifolius. Adicionalmente, algunas especies herbá-ceas tienden a concentrarse bajo el dosel o en la periferia de las especies arbustivas

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como Porlieria chilensis (Guayacán) Senna cumingii var. coquimbensis (quebracho) o Acacia caven (Espino). Esta asociación es a menudo tan importante que algunas de las especies dominantes bajo arbustos están completamente ausentes en áreas sin arbustos leñosos.

Las plantas que protegen a la regeneración de plántulas herbáceas y arbustivas ubica-das bajo su dosel, constituyen lo que se conoce como especies nodriza (Figura 3.3). Esta asociación se debe a las mejores con-diciones microclimáticas existentes bajo el dosel de los arbustos nodriza, como son la menor radiación solar y temperatura del aire y del suelo. Otros componentes que se ven mejorados bajo el dosel de los ar-bustos nodriza son la materia orgánica, el nitrógeno, el fósforo y el número de bacte rias y esporas de micorrizas vesiculo arbusculares. Además, la actividad des-componedora se ve incrementada por la temperatura moderada y por el aumento de la infiltración y retención de la humedad del suelo que prevalece bajo la sombra de los arbustos. Por ejemplo, los mayores niveles de nutrientes bajo la copa de los

Figura 3.2. Variación del paisaje durante un año seco (izquierda) y un año lluvioso (derecha). Nótese el mayor crecimiento y desarrollo de la vegetación en los años lluviosos en los que ocurre el fenómeno El Niño-Oscilación del Sur (ENSO en sus siglas en inglés) Fotografías gentileza de Alex Cea Villablanca.

Figura 3.3. Efecto nodriza bajo un arbusto típico de la Región de Coquimbo. Nótese la concentración de herbáceas bajo el dosel del arbusto (fotografía gentileza de Alex Cea Villablanca).

arbustos nodriza en comparación con las zonas abiertas sugieren que las hierbas anuales que crecen relativamente cerca de los arbustos nodriza pueden estar expues-tas a mayores aportes de nutrientes. Por lo tanto, los arbustos leñosos al generar estos mosaicos de fertilidad y de microclimas, están contribuyendo significativamente a incrementar la diversidad de plantas anuales en la zona semiárida de Chile.

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El efecto nodriza proporcionado por los arbustos leñosos, incluyendo a las cac-táceas, en zonas áridas y semiáridas no sólo está limitado a otorgar condiciones más favorables para la germinación y el crecimiento de las plantas. también pro-porcionan muchas veces un refugio frente a la acción de los herbívoros. En el norte-centro de Chile, cactus como Echinopsis chiloensis (quisco) puede proteger del sobrepastoreo a arbustos palatables como Flourensia thurifera (Incienso) o Balbisia peduncularis. Bajo la protección de estos cactus, los arbustos son mucho más grandes y sin indicios de ramoneo por las cabras, en contraste con las plantas que crecen en los espacios abiertos.

c) Levantamiento hidráulico en espe-cies arbustivas

Las plantas obtienen el agua contenida en el suelo a través de sus raíces. El agua del suelo proviene principalmente de las precipitaciones que ocurren en el periodo de invierno-primavera. Sin embargo, en el caso de las especies leñosas ellas pueden también acceder al agua que infiltra a las napas subterráneas, debido a la mayor profundidad que alcanzan sus raíces. En la estación seca (verano-otoño) y en los años de escasas precipitaciones, los árboles y arbustos activan un mecanismo de transpor-te nocturno de agua por las raíces, desde estratos profundos y húmedos a estratos superficiales y secos del suelo, donde se produce su almacenamiento. Este fenómeno es conocido como levantamiento hidráulico (Figura 3.4).

El levantamiento hidráulico implica una efectiva explotación del agua subterránea, conduce a una disminución del estrés hí-drico en verano, mantiene una humedad suficiente en el suelo para promover la solubilización de los nutrientes presentes

en el suelo, constituye un promotor de procesos microbianos que liberan nutrien-tes de las fracciones orgánicas y minerales del suelo y mantiene la integridad de las asociaciones de micorrizas simbióticas en períodos en que el suelo está seco. Este fe-nómeno ha sido verificado en tres especies nativas presentes en la Región de Coquimbo Pleocarphus revolutus, Senna cumingii y Flourensia thurifera (Figura 3.4).

Las especies arbustivas que realizan levan-tamiento hidráulico también podrían actuar como nodrizas, aumentando la sobrevi-vencia de las plántulas durante los meses más secos. Por otro lado, los levantadores hidráulicos podrían también aumentar la sobrevivencia de verano en las especies con sistema radicular superficial.

d) consumo de semillas por animales e insectos

Una parte importante del esfuerzo reproduc-tivo de una planta puede ser perdido debido a la granivoría (consumo de las semillas) que experimenta antes o después de dispersar sus semillas. Se ha documentado que el consumo de semillas es significativamente mayor durante el día que en la noche. Este consumo diurno se debe principalmente a las aves, mientras que el consumo noc-turno esta asociado principalmente a los micromamíferos, como los roedores. Las hormigas tienen un consumo mínimo de semillas. Si bien el consumo de semillas por micromamíferos es inferior al de las aves, este puede experimentar importantes variaciones entre años, desencadenadas por los eventos ENSO. Específicamente, se han observado fluctuaciones poblacionales y de granivoría por el único roedor estrictamente granívoro del norte de Chile, Oligoryzomys longicaudatus (ratón de cola larga). En años ENSO, cuando la producción de semillas por las plantas es mayor, se produce un

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aumento explosivo de las poblaciones de estos roedores al disponer de mayor canti-dad de alimento. Por el contrario, en años secos, la escasez de semillas y por ende de alimento, determina poblaciones muy pequeñas de estos roedores.

e) efecto de los animales herbívoros

Las comunidades vegetales de la Región de Coquimbo están expuestas a una fuerte depredación por parte de los ani-males herbívoros nativos, principalmente roedores. Experiencias realizadas en el Parque Nacional Fray Jorge muestran que los roedores ejercen un efecto negativo sobre la vegetación, ya que tras excluirlos

de parcelas experimentales la cobertura arbustiva y de hierbas perennes aumenta significativamente.

Sin embargo, también existe una intensa herbivoría por parte de animales exóticos tales como los conejos y el ganado bovino, caprino, ovino y equino (Figura 3.5). Estos animales fueron introducidos a la Región por los conquistadores españoles. Posteriormente en la Colonia, la población rural asumió la crianza de cabras, particularmente en las tierras marginales de secano con escaso o nulo potencial agrícola, pero con oferta de forraje compuesta fundamentalmente por especies herbáceas y arbustivas nativas. Gran parte del ganado caprino ha sido

Figura 3.4. Patrones del movimiento de agua a través del sistema radical de un arbusto (Pleocarphus revolutus) de acuerdo a la hipótesis del levantamiento hidráulico. Durante el día, las raíces absorben agua desde las profundidades del suelo la cual es transpirada por las hojas. Durante la noche, la transpiración es mínima y los potenciales hídricos de la planta pueden aumentar sobre los potenciales hídricos del suelo, de modo que el principal transporte de agua ocurre desde las capas más profundas del suelo a través de las raíces de la planta a las capas superficiales y secas del suelo. Este proceso nocturno es pasivo, conducido por una diferencia de potencial hídrico a favor del suelo (Tomada de León & Squeo 2004).

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criado así como estrategia de subsistencia por las poblaciones marginales en grandes extensiones de terrenos de secano, a través de ganadería extensiva y transhumante, aprovechando las praderas naturales.

La inexistencia de planes de manejo ade-cuados, con sobrecarga de animales en las zonas de secano con bajos niveles de productividad natural, ha llevado al sobre-pastoreo con el consecuente deterioro de la vegetación natural. Además, el pisoteo, la compactación y la consecuente erosión y pérdida de la capacidad productiva original, han comprometido la capacidad de regene-ración de las especies nativas. La superficie regional afectada por el pastoreo alcanza aproximadamente un 68,79%.

F) Plantas exóticas o naturalizadas

Un total de 246 especies exóticas naturali-zadas habitan en la Región de Coquimbo. Su distribución dentro de las formaciones vegetacionales varía, dependiendo del grado de intervención antrópico. Por ejemplo, la

proporción de hierbas exóticas en la flora total de herbáceas en un matorral maneja-do, como el del sector de Las Cardas (30º S) es cercana al 45%, mientras que en un matorral espinoso protegido en el sector de Aucó (31º S), es de sólo un 20%.

Las especies vegetales exóticas normalmente se consideran como especies invasoras ya que interactúan negativamente con las espe-cies nativas, desplazándolas. Existe consenso que la presencia de ganado introducido en los sectores de secano ha aumentado la diseminación de las especies introducidas o naturalizadas en detrimento de las es-pecies nativas. Adicionalmente, el ganado puede provocar el reemplazo de las hierbas perennes por anuales, tanto nativas como naturalizadas. La reducción de la cobertura vegetal también reduce la capacidad del suelo para retener agua y aumenta la tasa de evaporación, facilitando la invasión de especies anuales introducidas que tienen requerimientos hídricos más bajos y acele-rando la reducción de las especies anuales nativas asociadas a los arbustos.

Figura 3.5. Impacto sobre la vegetación (sobrepastoreo) por animales exóticos, introducidos por los conquistadores españoles a la Región de Coquimbo.

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Los depósitos de relaves mineros aban-donados representan nuevos espacios

potenciales de colonización por parte de las especies vegetales silvestres presentes en las áreas circundantes, tanto plantas nativas como introducidas o naturalizadas. Las especies que son capaces de colonizar y crecer espontáneamente sobre los depósitos de relaves se transforman en potenciales candidatas para ser utilizadas en las etapas iniciales de un programa de fitoestabiliza-ción orientado hacia la rehabilitación de una formación vegetal similar a la original del área.

4.1. esPecIes veGetALes coLonIzA-dorAs esPontáneAs

En el marco del proyecto Innova Chile de CORFO, Uso de recursos Fitogenéticos para la fitoestabilización de relaves mineros abandonados en la Región de Coquimbo, se catastraron 73 depósitos de relaves mineros distribuidos por toda la Región (Figura 3.1), con el fin de prospectar e identificar especies metalófitas excluyentes regionales adecuadas para los programas de fitoestabilización. A partir de este estudio, se registró un total de 106 especies vegetales

4|Flora y Vegetación de la

Región de Coquimbo:Colonizadora Espontánea de

Depósitos de Relaves Abandonados

colonizadoras espontáneas de depósitos de relaves abandonados, de las cuales 38 son endémicas, 33 son nativas y 35 son intro-ducidas. Las especies vegetales dominantes (con coberturas superiores al 5%) se indican en la tabla 4.1 y constituyen el 25% de las especies totales identificadas.

En cuanto a las especies colonizadoras es-pontáneas dominantes, destaca la especie arbustiva Baccharis linearis (Asteraceae) en la Provincia del Elqui, con la mayor cobertura y frecuencia (25,7% y 62,5%, respectivamen-te), seguido de Pennisetum clandestinum, Haplopappus parvifolius y Tessaria ab-sinthioides. En la Provincia del Limarí, la especie que alcanza la mayor cobertura es Muehlenbeckia hastulata (23,9%) mientras que Erodium cicutarium es la más frecuente sobre los depósitos de relaves (60%). En la Provincia del Choapa, las especies Tessaria absinthioides y Lolium multiflorum son las que presentan las mayores coberturas (23,9 y 17,2%, respectivamente); sin embargo, las especies más frecuentes en los depósitos de relaves son Baccharis marginalis (72,2%) y Baccharis linearis (62,5%).

En total son 37 las familias de plantas re-presentadas en los depósitos de relaves

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Tabla 4.1Especies colonizadoras espontáneas dominantes (con coberturas mayores al 5%)en los depósitos de relaves abandonados catastrados en la Región de Coquimbo

Provincia Nombre científico Familia Forma de vida Origen

Elqui

Baccharis linearis Asteraceae Arbusto Nativo

Baccharis marginalis Asteraceae Arbusto Endémico

Equisetum giganteum Equisetaceae Hierba perenne-arbusto Nativo

Erodium moschatum Geraniaceae Hierba anual Introducido

Haplopappus macraeanus Asteraceae Sufrútice Endémico

Haplopappus parvifolius Asteraceae Sufrútice Endémico

Muehlenbeckia hastulata Polygonaceae Arbusto Nativo

Nicotiana glauca Solanaceae Arbusto Introducido

Nolana albescens Nolanaceae Arbusto Endémico

Pennisetum clandestinum Poaceae Hierba perenne Introducido

Pleocarphus revolutus Asteraceae Arbusto Endémico

Polypogon australis Poaceae Hierba perenne Nativo

Schinus polygama Anacardiaceae Arbusto-árbol Nativo

Schismus arabicus Poaceae Hierba anual Introducido

Tessaria absinthioides Asteraceae Sufrútice-arbusto Nativo

Typha angustifolia Typhaceae Hierba perenne Nativo

Limarí

Acacia caven Mimosaceae árbol Nativo



Bromus berterianus Poaceae Hierba anual Nativo

Erodium cicutarium Geraniaceae Hierba anual Introducido

Haplopappus cerberoanus Asteraceae Arbusto Endémico

Lithrea caustica Anacardiaceae árbol Endémico

Medicago polymorpha Fabaceae Hierba anual Introducido

Muehlenbeckia hastulata Polygonaceae Arbusto Nativo

Prosopis chilensis Mimosaceae árbol Nativo

Schinus molle Anacardiaceae árbol Nativo


Choapa



Bromus madritensis Poaceae Hierba anual Introducido

Lolium multiflorum Poaceae Hierba anual Introducido


Scirpus asper Cyperaceae Hierba perenne Nativo

Tessaria absinthioides Asteraceae Sufrútice-arbusto Nativo

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abandonados de un total de 138 familias identificadas para la Región de Coquimbo. Dentro de éstas, la familia Asteraceae es la más representada, con 31 especies, seguida por las familias Poaceae y Fabaceae con 12 y 7 especies, respectivamente (tabla 4.2). El resto de las familias contiene entre una y cuatro especies. Destaca el hecho que el 55% de las especies de la familia Asteraceae son endémicas a Chile. El 72% de las espe-cies vegetales colonizadoras espontáneas de depósitos de relaves son comunes a las tres provincias o a dos de ellas, lo que presupone especies con amplios rangos de distribución geográfica. En cambio, el porcentaje de especies únicas a cada pro-vincia identificado sobre los depósitos de relaves en la Provincia de Elqui, Limarí o Choapa es de 4,7%, 9,4% y 14,1%, respec-tivamente. Estas especies tendrían rangos de distribución geográfica más restringidos. Con respecto a la riqueza o número de especies identificadas sobre los depósitos de relaves, esta declinó en dirección norte-sur, de un promedio de 8,6 especies en la Provincia de Elqui a 6,2 en la Provincia del Choapa. Este patrón sugiere que el fenóme-no puede tener una base biogeográfica o en su defecto puede deberse a una posible variación en las propiedades fisicoquímicas de los relaves.

A) Formas de vida

En general, tanto los arbustos como las hier-bas están igualmente representadas en las tres provincias de la Región. En la Provincia del Choapa dominan las hierbas perennes y los arbustos; entre ambos alcanzan un 50% de representatividad, seguidos por los árboles (23%). En la Provincia de Elqui, son las hierbas perennes y los arbustos las formas de vida más representadas (24 y 27%, respectivamente), seguidos por las hierbas anuales (24%). En cambio, en la Provincia del Limarí, dominan las hierbas

bianuales (28%), seguidas por las hierbas anuales y los arbustos con un 23 y 25%, respectivamente.

b) origen de la flora

Las especies colonizadoras espontáneas que crecen sobre los depósitos de relaves de las tres provincias son predominantemente nativas y endémicas por sobre las especies naturalizadas o exóticas (Figura 4.1). En todos los casos, el componente nativo y endémico está por sobre el 50% de repre-sentatividad, destacándose la situación que ocurre en la Provincia de Choapa, en donde este valor es superior al 75% (Figura 4.1).

c) similitud de la flora colonizadora espontánea con la flora silvestre

El hecho que existan especies colonizadoras espontáneas de los depósitos de relaves abandonados indicaría que sobre estos desechos mineros masivos pueden ocurrir los procesos naturales de recuperación de la vegetación o procesos sucesionales primarios. Estos recambios temporales de especies vegetales consisten típicamente en procesos que se inician con la entrada de especies colonizadoras tempranas, capaces de establecerse y desarrollarse en condicio-nes edáficas y microclimáticas muy extremas, las que mejoran las condiciones edáficas y microclimáticas, de forma de permitir la entrada posterior de especies sucesionales tardías, como las representativas de las formaciones vegetacionales típicas de los sistemas silvestres de la Región.

Sin embargo, la recuperación de una for-mación vegetal a través de estos procesos sucesionales primarios toma normalmente entre varias decenas o cientos de años. Por ejemplo, los valores máximos de simi-litud florística entre la flora colonizadora espontánea de los depósitos de relaves de

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Tabla 4.2Flora vascular endémica, nativa e introducida presente en la Región de Coquimbo

(primera columna, según Marticorena et al. 2001) en comparación a la colonizadora espontánea de los depósitos de relaves de la Región. En esta tabla sólo se indican las Familias

de plantas representadas en los depósitos de relaves abandonados catastrados

Familia TotalRegional

Endémicasen Tranques

Nativasen Tranques

Introducidasen Tranques

Totalen Tranques

Asteraceae (Compositae) 262 17 7 7 31

Poaceae (Gramineae) 154 0 4 8 12

Fabaceae (Papilionaceae) 108 3 1 3 7

Solanaceae 46 1 2 2 5

Anacardiaceae 4 2 2 0 4

Boraginaceae 94 2 1 0 3

Chenopodiaceae 25 1 1 1 3

Cyperaceae 36 0 2 1 3

Mimosaceae 5 0 2 1 3

Apiaceae (Umbelliferae) 50 2 0 0 2

Caesalpiniaceae 10 2 0 0 2

Equisetaceae 2 0 2 0 2

Geraniaceae 7 0 0 2 2

Malvaceae 23 1 0 1 2

Polygonaceae 24 1 1 0 2

Rosaceae 15 1 0 1 2

Aizoaceae 11 0 0 1 1

Brassicaceae 66 0 0 1 1

Cactaceae 32 1 0 0 1

Caryophyllaceae 36 0 1 0 1

Celastraceae 1 0 1 0 1

Convolvulaceae 7 0 0 1 1

Cupressaceae 0 0 0 1 1

Ephedraceae 4 1 0 0 1

Euphorbiaceae 23 0 0 1 1

Frankeniaceae 2 0 1 0 1

Fumariaceae 4 0 0 1 1

Loasaceae 27 0 1 0 1

Malesherbiaceae 8 1 0 0 1

Nolanaceae 14 1 0 0 1

Oxalidaceae 23 0 0 1 1

Plantaginaceae 9 1 0 0 1

Portulacaceae 43 0 1 0 1

Salicaceae 2 0 1 0 1

Tamaricaceae 0 0 0 1 1

Typhaceae 1 0 1 0 1

Verbenaceae 40 0 1 0 1

total 1.218 38 33 35 106

43


la Región y la flora silvestre presente en los alrededores de los depósitos son sólo cercanos al 15% a pesar que el tiempo de abandono de esos depósitos de relaves fluctúa entre 10 y 28 años (Figura 4.2).

4.2 Usos PotencIALes de LAs esPecIes coLonIzAdorAs esPontáneAs

Es fundamental que las especies vege-tales que sean usadas en programas de

Introducidas Nativas Endémicas Sin Información

Choapa N= 41 Elqui N= 69

30%

35%

28%

7%22%

46%

32%

0%

Figura 4.1. Origen de la vegetación colonizadora espontánea de los depósitos de relaves de la Región de Coquimbo. La categoría “Sin información” contiene a las especies no identificadas taxonómicamente.

fitoestabilización de depósitos de relaves en la Región de Coquimbo permitan la estabilización física, química y biológica adecuada de los relaves. Sin embargo, de-pendiendo de las potencialidades de uso posterior que sean identificadas para un depósito de relaves en particular, las espe-cies vegetales nativas y endémicas podrían entregar algún valor agregado adicional, de forma de aumentar la sustentabilidad social y ambiental del área rehabilitada, además de permitir el cumplimiento de

Limarí N= 58

28%

28%

14%

30%

44


las normativas vigentes sobre cierre de depósitos de relaves.

Dentro de la sustentabilidad social, el uso de especies nativas y endémicas que entreguen algún valor agregado por su cultivo en los programas de fitoestabilización de depósitos de relaves abandonados, aportaría a supe-rar el alto nivel de pobreza rural regional. Por otra parte, dentro de la sustentabilidad ambiental, el uso de especies nativas y en-démicas en categoría de conservación en los programas de fitoestabilización podría aportar en la conservación de los recursos naturales regionales. Adicionalmente, la recuperación de ambientes naturales degra-dados permitiría aportar en la conservación de los sistemas naturales de la Región y en la detención de la desertificación. En estos

casos, es importante conocer cuáles son los usos potenciales que han sido descri-tos para la flora colonizadora espontánea de los depósitos de relaves abandonados de la Región de Coquimbo y cuál es la categoría de conservación de las especies identificadas.

De las 71 especies nativas y endémicas de la Región de Coquimbo que han colonizado espontáneamente los depósitos de relaves mineros abandonados, 68 de ellas o un 96% tiene descrito al menos un uso poten-cial conocido, siendo los principales usos el ornamental, el forrajero, el medicinal, de principio activo químico y el apícola (Figura 4.3 y tabla 4.3). A pesar de estos usos potenciales conocidos, es interesante destacar que el número de especies nativas

Edad del cierre del tranque (años)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Sim

ilitu

d %

(ín

dice

de

Spat

z)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

r = 0,53P< 0,001

Flora fuera

Flora dentro

Figura 4.2. Relación entre la similitud florística dentro y fuera de los depósitos de relaves de la Región de Coquimbo en función del tiempo transcurrido desde el cierre del depósito. El ajuste estadístico de la curva no considera el valor de alta similitud florística del depósito de relaves La Estrella ( ).

45


y endémicas que se cultivan o usan efecti-vamente con técnicas de manejo adecuadas dentro de la Región es bastante bajo. Las especies nativas y endémicas de la Región de Coquimbo podrían ser, sin embargo, usadas en forma más importante para satisfacer las distintas necesidades antrópicas locales, constituyendo un patrimonio biológico estratégico para el beneficio y desarrollo económico de las comunidades locales. El desconocimiento de los potenciales económicos y ecológicos de la vegetación nativa, junto a la falta de información bio-lógica básica sobre la regeneración y los requerimientos especie-específicos para el establecimiento y crecimiento, y de la información técnica sobre su cultivo a gran escala, explicarían la subvaloración de uso de la flora Regional. Hasta el momento, el uso de la vegetación regional ha sido más bien del tipo extensivo, de extracción des-controlada y de sobreexplotación.

Dentro de los usos propuestos para la flora que podría utilizarse en la fitoestabilización de relaves mineros, son varios los que

30%

25%

17%

14%14%

ApícolaOrnamentalForrajero MedicinalPrincipio químico

Figura 4.3. Principales usos potenciales descritos para la flora colonizadora espontánea de depósitos de relaves abandonados de la Región de Coquimbo.

implican la utilización de importantes es-tructuras vegetativas de las plantas, entre los que se encuentra el uso alimenticio, forraje-ro, medicinal, de principio activo químico, maderero/construcción, combustible y arte-sanal (Figura 4.4). Por ello, es fundamental contar con planes sustentables de manejo y de cosecha de las estructuras vegetales de interés, de forma que la utilización de las especies no se contraponga con el objetivo primario de la rehabilitación relacionado con la estabilización física, química y bio-lógica de los relaves. Adicionalmente, es necesario tener la certeza de que las plantas forrajeras que pudiesen ser consumidas por los animales no trasloquen metales hacia las estructuras consumidas, tales como los tallos, las hojas, las flores y/o los frutos.

Con respecto al estado de conservación, la mayoría de las especies colonizadoras espontáneas de depósitos de relaves aban-donados que presentan algún beneficio adicional debido a sus usos potenciales, la mayoría de ella se encuentran fuera de peligro de conservación, siendo sólo 8 las

46


Figura 4.4. Usos poteciales del copao (Eulychnia acida) como fuente alimenticia por sus frutos (fotos superiores; gentileza de Angélica Salvatierra) y para la generación de cercos naturales (fotos inferiores).

especies en la categoría de vulnerable y 6 especies las insuficientemente conocidas (tabla 4.3). A pesar que estos números son bajos, es importante recordar que la Región de Coquimbo se ha caracterizado en forma histórica por un alto nivel de pobreza rural, en donde las actividades económicas más importantes han sido la minería de peque-ña escala y la crianza extensiva de ganado caprino. La sobreexplotación histórica de los recursos naturales debida a estas acti-vidades económicas ha repercutido en un importante deterioro de la flora nativa y en la degradación de los suelos de la Región. Por ello, la recuperación de los sistemas naturales regionales también se vuelve fun-damental para aportar en la detención de los procesos de desertificación regionales. Los programas de fitoestabilización permitirían

aportar en este sentido, siempre y cuando se realice un manejo sustentable de la ve-getación, particularmente de las especies en categoría de conservación.

Finalmente, es importante destacar que, aunque existan diversas especies nativas y endémicas de la Región de Coquimbo que no han colonizado espontáneamente los depósitos de relaves, esto no restringe la posibilidad de explorar el potencial de introducción de ellas sobre depósitos de relaves abandonados a través de programas de rehabilitación por fitoestabilización. Por ejemplo, 32 de las 36 especies en peligro de extinción a nivel regional tienen descrito al menos un uso potencial (tabla 4.4), por lo que su uso en programas de fitoestabi-lización podría aportar en su conservación

47


Tabla 4.3Especies colonizadoras espontáneas de depósitos de relaves y sus principales usos potenciales conocidos

Nombre Científico Familia OrigenEstado

Conservación*Tipo de usos**

Acacia caven Mimosaceae Nativa FP 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10

Adesmia argentea Fabaceae Endémica FP 2, 8, 9, 10

Adesmia confusa Fabaceae Endémica IC (V?) 2, 9

Adesmia microphylla Fabaceae Endémica FP 2, 9

Atriplex repanda Chenopodiaceae Endémica FP 2

Baccharis linearis Asteraceae Nativa FP 2, 4, 8, 10

Baccharis marginalis Asteraceae Endémica FP 3, 4, 9

Baccharis pingraea Asteraceae Nativa FP 3, 4, 9

Bromus berterianus Poaceae Nativa FP 1, 2

Bromus catharticus Poaceae Nativa FP 1, 2, 3

Carpobrotus aequilaterus Aizoaceae Nativa V 1, 3, 10

Cestrum parqui Solanaceae Nativa FP 3, 4, 6, 7

Chenopodium ambrosioides Chenopodiaceae Nativa FP 2, 3, 4, 7

Chorizanthe glabrescens Polygonaceae Endémica IC (E?) 7

Cistanthe arenaria Portulacaceae Nativa FP 10

Cordia decandra Boraginaceae Endémica FP 1, 2, 4, 6, 7, 9, 10

Cortaderia rudiuscula Poaceae Nativa IC (V?) 10

Cristaria glaucophylla Malvaceae Endémica FP 2, 10

Distichlis spicata Poaceae Nativa FP 2, 3

Echinopsis chiloensis Cactaceae Endémica FP 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10

Encelia canescens Asteraceae Nativa FP 2, 9, 10

Ephedra gracilis Ephedraceae Endémica FP 3, 4, 10

Equisetum bogotense Equisetaceae Nativa FP 3, 4, 7, 10

Equisetum giganteum Equisetaceae Nativa FP 3, 10

Frankenia chilensis Frankeniaceae Nativa FP 2, 10

Gymnophyton robustum Apiaceae Endémica FP 10

Haplopappus angustifolius Asteraceae Endémica FP 2, 3

Haplopappus bezanillanus Asteraceae Endémica V 2

Haplopappus cerberoanus Asteraceae Endémica FP 2

Haplopappus chrysanthemifolius Asteraceae Endémica V 2

Haplopappus macraeanus Asteraceae Endémica IC (E?) 2

Haplopappus parvifolius Asteraceae Endémica FP 2

Haplopappus reticulatus Asteraceae Endémica FP 2

Haplopappus saxatilis Asteraceae Endémica IC (FP?) 2

Heliotropium stenophyllum Boraginaceae Endémica FP 2, 4, 10

Lithrea caustica Anacardiaceae Endémica FP 1, 3, 4, 6, 7, 8, 9

Continúa en página siguiente

48


Nombre Científico Familia OrigenEstado

Conservación*Tipo de usos**

Lycium chilense Solanaceae Nativa FP 10

Malesherbia linearifolia Malesherbiaceae Endémica FP 10

Maytenus boaria Celastraceae Nativa V 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10

Mentzelia albescens Loaseceae Nativa FP 10

Muehlenbeckia hastulata Polygonaceae Nativa FP 1, 2, 3, 7, 9, 10

Nolana albescens Nolanaceae Endémica IC (V?) 10

Nolana crassulifolia Nolanaceae Endémica FP 10

Nolana sedifolia Nolanaceae Endémica FP 10

Ophryosporus paradoxus Asteraceae Endémica FP 10

Ophryosporus triangularis Asteraceae Endémica FP 10

Otholobium glandulosum Fabaceae Nativa FP 1, 10

Plantago hispidula Plantaginaceae Endémica FP 2

Pleocarphus revolutus Asteraceae Endémica FP 3, 4, 10

Polypogon australis Poaceae Nativa FP 2

Prosopis chilensis Mimosaceae Nativa V 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10

Proustia ilicifolia Asteraceae Endémica FP 3, 4, 5, 8, 10

Quillaja saponaria Rosaceae Endémica V 3, 4, 5, 9, 10

Salix humboldtiana Salicaceae Nativa FP 2, 3, 7, 10

Sarcocornia fruticosa Chenopodiaceae Nativa FP 10

Schinus latifolia Anacardiaceae Endémica FP 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10

Schinus molle Anacardiaceae Nativa FP 3, 4, 5, 6, 7, 10

Schinus polygama Anacardiaceae Nativa FP 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10

Scirpus asper Cyperaceae Nativa FP 2, 5, 7

Scirpus pungens Cyperaceae Nativa V 2

Senecio adenotrichius Asteraceae Endémica FP 9, 10

Senecio bridgesii Asteraceae Endémica FP 9, 10

Senecio cerberoanus Asteraceae Endémica V 9, 10

Senecio murinus Asteraceae Endémica FP 9, 10

Senna cumingii Caesalpiniaceae Endémica FP 2, 7, 9, 10

Solanum pinnatum Solanaceae Endémica FP 4, 10

Tessaria absinthioides Asteraceae Nativa FP 1, 2, 3, 4, 5, 10

Typha angustifolia Typhaceae Nativa FP 2, 3, 5, 7

* FP: fuera de peligro, IC(E?): insuficientemente conocida (extinta?), IC(FP?): insuficientemente conocida (fuera de peligro?), IC(V?): insuficientemente conocida (vulnerable?), V: vulnerable.** 1: alimenticio, 2: forrajero, 3: medicinal, 4: principio químico, 5: maderero/construcción, 6: combustible, 7: artesanal, 8: conservación de suelos, 9: apícola, 10: ornamental.

Continuación tabla 4.3

49


y para beneficio social local. El considerar estas especies en programas de fitoestabi-lización sustentable, tanto ambiental como socialmente hablando, permitiría aportar en

su conservación. En este caso, sin embargo, es fundamental que su uso sea realizado a través de planes de manejo adecuados y responsables.

Tabla 4.4Especies de la Región de Coquimbo en riesgo de extinción y sus usos potenciales descritos

Nombre científico Familia Origen Usos potenciales

Adesmia littoralis Fabaceae Endémica Forrajero, conservación de suelos, apícola, ornamental.

Atriplex coquimbana Chenopodiaceae Endémica Forrajero.

Balsamocarpon brevifolium Caesalpiniaceae Endémica Medicinal, principio químico, artesanal, ornamental.

Caesalpinia spinosa Caesalpiniaceae Nativa Principio químico, maderero/construcción, artesanal, conservación de suelos, ornamental.

Calceolaria picta Scrophulariaceae Endémica Ornamental.

Calceolaria robusta Scrophulariaceae Endémica Ornamental.

Chorizanthe frankenioides Polygonaceae Endémica Artesanal.

Citronella mucronata Icacinaceae Endémica Principio químico, maderero/construcción, combustible, ornamental.

Dennstaedtia glauca Dennstaedtiaceae Nativa Ornamental.

Drimys winteri Winteraceae Nativa Medicinal, principio químico, maderero/ construcción, artesanal, apícola, ornamental.

Eriosyce kunzei Cactaceae Endémica Apícola, ornamental.

Escallonia revoluta Escalloniaceae Endémica Medicinal, maderero/construcción, apícola, ornamental.

Eulychnia breviflora Cactaceae Endémica Forrajero, maderero/construcción, combustible, artesanal, apícola, ornamental.

Galium leptum Rubiaceae Endémica Artesanal.

Haplopappus integerrimus Asteraceae Endémica Forrajero, ornamental.

Haplopappus meyenii Asteraceae Endémica Forrajero.

Jubaea chilensis Arecaceae Endémica Alimenticio, maderero/construcción, artesanal, ornamental.

Kageneckia angustifolia Rosaceae Endémica Maderero/construcción, combustible, apícola, ornamental.

Lapageria rosea Philesiaceae Endémica Alimenticio, medicinal, artesanal, ornamental.

Lomatia dentata Proteaceae Nativa Forrajero, medicinal, artesanal, apícola, ornamental.

Monttea chilensis Scrophulariaceae Endémica Forrajero, artesanal, conservación de suelos, apícola, ornamental.

Myrcianthes coquimbensis Myrtaceae Endémica Ornamental.

Passiflora pinnatistipula Passifloraceae Nativa Alimenticio, medicinal, apícola, ornamental.

Peperomia coquimbensis Piperaceae Endémica Ornamental.

Peperomia doellii Piperaceae Endémica Ornamental.

Pouteria splendens Sapotaceae Endémica Ornamental.

Prosopis flexuosa Mimosaceae Nativa Conservación de suelos, apícola, ornamental.

Proustia pyrifolia Asteraceae Endémica Maderero/construcción, combustible, ornamental.

Senecio coquimbensis Asteraceae Endémica Apícola, ornamental.

Senecio munnozii Asteraceae Endémica Apícola, ornamental.

Skytanthus acutus Apocynaceae Endémica Forrajero, principio químico, apícola, ornamental.

Sophora macrocarpa Fabaceae Endémica Principio químico, artesanal, ornamental.

51


Es importante enfatizar en este punto que el hecho que una especie vegetal sea capaz

de colonizar espontáneamente un depósito de relaves no implica que pueda ser clasificada inmediatamente como una especie metalófita o tolerante a metales. Para que estas especies sean efectivamente metalófitas, la exposición a los metales contenidos en los relaves debe ser efectiva en producir un efecto negativo en las plantas. Para ello, los metales deben cumplir con dos condiciones:

• Encontrarse en una forma biodisponi-ble. O sea, deben estar en una forma química y/o física que pueda interactuar con las raíces de las plantas y tener un efecto biológico, es decir deben estar disponibles para una acción biológica dada. Si el metal no está biodisponible, entonces no producirá un efecto en las plantas, aunque se encuentre en grandes cantidades. En el caso de los metales, lo biodisponible es sólo una fracción de lo que es capaz de disolver, lo que a su vez es sólo una fracción de lo total (Figura 5.1). Específicamente, la fracción biodisponible se compone principalmente de las formas iónicas libres (el átomo con carga eléctrica). Estas son las formas que pueden tener un efecto biológico, ya sea positivo o adverso.

5|Flora y Vegetación de la

Región de Coquimbo:Especies Metalófitas

• La fracción biodisponible debe encontrar-se en una concentración que sea tóxica; o sea, que cause un efecto nocivo en las plantas. Los metales no son tóxicos por definición, sino más bien la toxicidad es una propiedad que se expresa por sobre ciertos niveles de concentración (Figura 5.1), los que varían de un metal a otro. todo metal administrado por sobre un nivel de biodisponibilidad dado puede llegar a ser tóxico pero, para muchos metales, su carencia en el medio genera efectos negativos sobre las plantas (deficiencia).

5.1. bIodIsPonIbILIdAd y toxIcIdAd Por MetALes PArA LAs PLAntAs

En el caso de los relaves generados por la minería del cobre y/o del oro, sólo una fracción del contenido total de los metales presentes es capaz de disolverse al ser mez-clados con agua. A su vez, sólo una pequeña fracción de los metales disueltos estará bio-disponible. El grado de solubilización y de biodisponibilidad varía, sin embargo, entre los distintos metales presentes; adicional-mente, para un mismo metal, el grado de solubilización y de biodisponibilidad varía entre los relaves producidos por distintas

52


plantas procesadoras de minerales. Por ejemplo, si se compara el grado de solu-bilización del cobre presente en distintos tipos de materiales presentes en una planta procesadora de minerales sulfurados de cobre, se encuentra que el cobre presente en los relaves y los polvos de fundición es mucho más soluble que el presente en los

minerales sulfurados de cobre, el concen-trado de cobre y las escorias (tabla 5.1); sin embargo, al comparar relaves obtenidos de distintas plantas procesadoras de minerales sulfurados de cobre se encuentra una alta variabilidad tanto en el contenido total de cobre como en el grado de solubilización de este elemento (tabla 5.2).

A B



Cre

cim

ient

oTotal

Disuelto

Biodisponible

Altoriesgo

Bajoriesgo

Sin riesgo

Figura 5.1. Representación genérica (A) de la relación cuantitativa entre la fracción total de un metal, la disuelta y la biodisponible en un suelo cualquiera y (B) de la relación entre la dosis biodisponible de un metal, el tipo de efecto biológico posible de producirse y el tipo de riesgo ambiental. La línea continua del gráfico representa el comportamiento para metales esenciales para los organismos mientras que la línea punteada representa el comportamiento para los metales que no son esenciales para los seres vivos.

Tabla 5.1Contenido de cobre total y porcentaje de cobre solubilizado en agua para distintos

materiales presentes en una planta procesadora de minerales sulfurados de cobre en Chile

MaterialCobre total

(mg/kg)Cobre extraído con agua

(%)

Mineral sulfurado de CuConcentrado de CuRelavesPolvo de fundiciónEscorias de fundición

32.150284.600

3.996214.000

9.044

< 0,01< 0,01

5121

< 0,01

53


Este ejemplo demuestra la importancia de realizar caracterizaciones y evaluaciones para cada depósito de relaves de interés, en cuanto su potencial de toxicidad para las plantas, ya que es imposible hacer ge-neralizaciones. Adicionalmente, demuestra la importancia de realizar evaluaciones estandarizadas de laboratorio para cada una de las especies vegetales colonizadoras espontáneas identificadas en los distintos depósitos de relaves, en cuanto su capaci-dad de tolerancia a los metales de interés, de forma de determinar efectivamente su condición de metalófita.

Otro aspecto importante de considerar, mencionado al inicio de esta guía, es que no vasta que las plantas sean metalófitas o tolerantes a metales, sino que estas deben ser además del tipo excluyente (Figura 2.2). O sea, deben tener la capacidad de inmo-vilizar los metales en las raíces o en otros órganos subterráneos y no en las partes aéreas (hojas, flores, frutos y ramas), de tal forma de evitar que estos elementos sean traspasados a los niveles tróficos superiores.

5.2. esPecIes MetALóFItAs IdentIFIcA-dAs en LA reGIón de coqUIMbo

Evaluaciones de laboratorio permitieron evidenciar que de un total de 41 especies colonizadoras espontáneas de depósitos de relaves evaluadas en cuanto a su grado de tolerancia a cobre, un 42% mostró tolerancia y un 12% mostró alta tolerancia a este elemento (tabla 5.3 y Figura 5.2). Algunas de estas es-pecies mostraron ser tolerantes constitutivas a cobre, o sea, todos los individuos de la especie tienen la capacidad de tolerar altos contenidos de cobre biodisponible. Ejemplos de especies con tolerancia constitutiva a cobre dentro de la Región de Coquimbo son Acacia caven (Espino), Gymnophyton robus-tum (Monte de burro) y Polypogon australis. Otras especies mostraron ser pseudometaló-fitas, o sea, sólo algunas poblaciones de la especie tienen la capacidad de tolerar altas concentraciones de cobre biodisponible. Un ejemplo de especie pseudometalófita a cobre es Baccharis linearis (Romerillo). todas las especies metalófitas identificadas acumulan el cobre principalmente en sus raíces, por lo que son metalófitas excluyentes.

Tabla 5.2Contenido de cobre total y porcentaje de cobre soluble en agua para relaves

generados por distintas plantas procesadoras de minerales sulfurados de cobre en Chile

MaterialCobre total

(mg/kg)Cobre extraído con agua

(%)

Relave mina 1Relave mina 2Relave mina 3Relave mina 4Relave mina 5

4191.709

2641.7133.996

< 0,013464951

54


Tabla 5.3Especies metalófitas a cobre identificadas en la Región de Coquimbo

Sustrato de crecimientoEspecies

TolerantesEspecies

Muy tolerantes

Colonizadoras espontáneas de depósitos de relaves abandonados y de mineralizaciones superficiales

Baccharis linearisBaccharis marginalesBaccharis paniculataBaccharis pingraea fma angustissimaChenopodium ambrosioidesConyza floribundaConyza bonariensisHaplopappus multifoliusHaplopappus saxatilisMuehlenbeckia hastulataNicotiana glaucaNolana albescensOphryosporus paradoxusSchinus latifoliaSchinus polygamaSenna cumingiiScirpus asper

Acacia cavenBaccharis linearisGymnophyton robustumLolium multiflorumPolypogon australis

Suelos aledaños a depósitos de relaves o nor-males en cuanto a contenido de cobre

Colliguaja odoriferaCortaderia speciosaGeoffroea decorticansJubaea chilensisPeumus boldusPorlieria chilensisProsopis tamarugoQuillaja saponariaSenna candolleana

Malesherbia paniculata

Dentro de las especies interesantes de mencionar se encuentra Gymnophyton ro-bustum o Monte de Burro y Haplopappus multifolius. El Monte de Burro es un arbusto de la familia Apiaceae, por lo que tiene un olor aromático intenso, que ha sido histó-ricamente utilizado por los pirquineros de la Región de Coquimbo como indicadora de anomalías de cobre, ya que se la en-cuentra asociada a suelos con contenidos

elevados de minerales (Figura 5.3). Esta especie mostró una tolerancia constitutiva a cobre muy alta. Sin embargo, también se la encuentra creciendo en suelos normales. En el caso de Haplopappus multifolius, este arbusto tolerante a cobre se encuentra restringido en su distribución a una zona de suelos rojos ácidos y ricos en hierro ubicada en las cercanías de Andacollo (Figura 5.4).

55


Haplopappus multifolius Malesherbia paniculata

Baccharis linearisBaccharis paniculata

Muehlenbeckia hastulata

Figura 5.2. Ejemplos de especies metalófitas a cobre identificadas en la Región de Coquimbo.

Figura 5.3. Arbustos de Gymnophyton robustum (Monte de Burro) creciendo sobre vetas de cobre en un sector de Andacollo.

56


Figura 5.4. Suelos rojos ácidos y ricos en hierro en las cercanías de Andacollo (izquierda). La especie dominante en este sector es el arbusto Haplopappus multifolius.

57


Los ecosistemas Mediterráneos áridos y semiáridos de la Región de Coquimbo

están principalmente limitados y constan-temente presionados por la falta de agua, la alta radiación solar, la herbivoría y el importante uso humano. Sin embargo, salvo el factor humano, la flora y la vegetación silvestre están adaptadas a estas restriccio-nes ambientales. La alta heterogeneidad ambiental de la Región ha determinado una alta biodiversidad en términos florísticos, con un alto número de especies vegetales nativas y endémicas, principalmente arbus-tivas y herbáceas.

Un número importante de las especies nati-vas y endémicas de la Región de Coquimbo han sido capaces de colonizar espontánea-mente los depósitos de relaves (5% del total regional). De ellas, 21 especies poseen ca-racterísticas de metalófitas excluyentes para cobre. Otras características importantes al considerar a estas especies como potenciales estabilizadores de residuos mineros como los relaves, están dadas por su fisiología y forma de vida, las cuales les favorecen para vivir en condiciones extremas, espe-cialmente de aridez. también existe un número importante de especies metalófitas excluyentes a cobre en la Región, las que no han colonizado en forma espontánea los depósitos de relaves, pero que podrían ser usadas en programas de fitoestabiliza-ción de depósitos de relaves abandonados. Aunque existiría un importante potencial de especies nativas y endémicas metalófitas

6|Conclusiones Generales

excluyentes para metales dentro de la Región de Coquimbo para ser utilizadas como especies fitoestabilizadoras, aún se requiere de mayores estudios y ensayos, tanto de laboratorio como de terreno, los que permitan evaluar de manera precisa la tolerancia y la acumulación a distintos metales y cuales son sus respuestas en el largo plazo.

Adicionalmente, existe un número no menor de especies exóticas asilvestradas que tam-bién colonizan en forma espontánea los depósitos de relaves abandonados, algunas de las cuales también pueden tener una condición metálófita excluyente. A pesar de su condición exótica, estas especies han sido introducidas desde la llegada de los españoles, por tanto forman parte consti-tuyente de la vegetación y del paisaje de la Región de Coquimbo. En un programa de fitoestabilización, aunque no se usen especies exóticas, éstas tarde o temprano colonizaran en forma espontánea el relave y formarán parte del proceso de fitoesta-bilización. Desde este punto de viste es conveniente utilizarlas, especialmente en las primeras etapas de la fitoestailización. Sin embargo, previo a esto es importante evaluar su condición de metalófita excluyente.

Por otro lado, es pertinente considerar especies metalófitas excluyentes propias del área circundante y perteneciente a la formación vegetacional en que se encuentra el relave a fitoestabilizar. Esto permitiría por

58


un lado recrear sobre el relave un paisaje similar a la vegetación aledaña y por otro usar las especies que están adaptadas a las condiciones locales prevalecientes en el área del relave.

Al igual que los ecosistemas naturales, la fitoestabilización no es algo estático. Es un proceso con etapas y tiempo de ocurrencia. Es decir, como una sucesión ecológica. Esto se evidencia en la Figura 4.2, donde se observa que depósitos de relaves con mayor tiempo de abandono, tendieron a tener mayor riqueza de especies y mayor similitud con la flora circundante que los depósitos de relaves con menor tiempo de abandono. En este sentido, para incre-mentar el éxito de la fitoestabilización, es necesario, identificar aquellas especies que podrían entrar en las “etapas sucecionales” tempranas de la fitoestabilización. En este sentido, las especies metalóficas exclu-yentes más abundantes y frecuentes en los depósitos de relaves abandonados son las candidatas ideales para estas primeras etapas. Además, es necesario identificar y tener en cuenta las variables ecológicas (ej., herbivoría) y microclimáticas que pueden estar facilitando o limitando el proceso de fitoestabilización.

En cuanto a las limitaciones hídricas regio-nales, es importante considerar que éstas son liberadas temporalmente por los años infrecuentes asociados a la ocurrencia del fenómeno El Niño-Oscilación del Sur o

ENSO. Estos eventos que ocurren cada 5 a 7 años permiten la ocurrencia de mayo-res precipitaciones, las que contribuyen mayoritariamente a la regeneración de la vegetación. Por ende, los años ENSO podrían ser aprovechados para las etapas iniciales de los programas de fitoestabilización, re-lacionadas con el establecimiento in situ de la vegetación, con objetivo de rehabilitación ecológica. Con respecto a la herbivoría y la presión humana, algunos experimen-tos de exclusión han mostrado una gran recuperación de los estratos herbáceos y arbustivos, demostrando de este modo el efecto negativo de estas presiones sobre la vegetación nativa. Si se suprime temporal-mente la herbivoría y además se aprovecha el efecto beneficioso de las lluvias en los años con ocurrencia de ENSO, se aumenta-rían significativamente las posibilidades de éxito en un programa de fitoestabilización. Esto reduciría la dependencia y los costos asociados a mantener riego constante du-rante la etapa inicial de establecimiento de la vegetación, especialmente en ambientes de secano.

Finalmente, dada la alta variabilidad en la biodisponibidad y solubilidad de los metales normalmente observada entre los relaves, es de suma importancia realizar caracterizaciones y evaluaciones para cada depósito de relaves de interés, en cuanto a estas variables y a su potencial de toxici-dad para las plantas. En este sentido no es posible hacer generalizaciones.

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