A State and Transition Map for the Dry Magellan Steppe, Patagonia, Argentina

Authors

  • Cintia A. Schenkel INTA EEA Santa Cruz. Río Gallegos, Santa Cruz. Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA), Unidad Académica Río Gallegos. Santa Cruz, Argentina.
  • Gabriel E. Oliva INTA EEA Santa Cruz. Río Gallegos, Santa Cruz. Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA), Unidad Académica Río Gallegos. Santa Cruz, Argentina.
  • Paula N. Paredes INTA EEA Santa Cruz. Río Gallegos, Santa Cruz. Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA), Unidad Académica Río Gallegos. Santa Cruz, Argentina.
  • Gervasio Humano INTA EEA Santa Cruz. Río Gallegos, Santa Cruz.
  • Daniela Ferrante INTA EEA Santa Cruz. Río Gallegos, Santa Cruz. Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA), Unidad Académica Río Gallegos. Santa Cruz, Argentina.

DOI:

https://doi.org/10.25260/EA.21.31.2.0.1015

Keywords:

rangelands, sheep, grazing, shrub increase, degradation, desertification, biodiversity

Abstract

We analyzed 103 vegetation relevés in the Dry Magellan Steppe, a 12000 km2 semiarid biozone (170-270 mm of annual rainfall) dominated by grass steppes in the SE of Patagonia. The objective was to map rangeland states within the State and Transition Model (STM). Cluster analysis showed 10 communities, some of them not included in previous STM models of the region, so that a new model was designed. In addition to already described transitions such as those driven by erosion that exposes argilic soil horizons covered by dwarf Shrub Steppes, the new model includes transitions driven by eroded soil accumulation that benefit Pappostipa chrysophylla, an invasive psammophyle grass species. Three states previously differentiated by short grass cover were combined in order to reflect only irreversible transitions. Maps were obtained by drawing polygons around each relevé, grouping them in accordance to the classes defined by cluster analysis and extracting spectral firms of these areas in a Landsat 8 image. These classes were grouped into five states. We estimated 61% precision of the map. Tussock grasslands in good conservation state occupied 39% and were dominant in the south of the area. Degraded dwarf shrub steppes with P. chrysophylla (18%) and dwarf shrub steppes (15%) were next in importance. Fence contrasts in the map show some of the hypothesized transitions, such as those that lead to dwarf shrub or dwarf shrubs with P. chrysophylla in highly grazed wintering areas in the north. The map and new STM will help to interpret the dynamics of the Magellan Steppe, one of the most diverse and productive biozones of Patagonia that shows clear evidence of past degradation. Some of these rangelands should probably be protected in the future, as conservation areas are almost nonexistent. In this sense, all of the region should be conserved in productive units by managing grazing with moderate stocking rates and rests in order to ensure conservation of biodiversity, productivity and other ecosystem services.

Author Biographies

Cintia A. Schenkel, INTA EEA Santa Cruz. Río Gallegos, Santa Cruz. Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA), Unidad Académica Río Gallegos. Santa Cruz, Argentina.

Ing. en RRNN y Medio Ambiente perteneciente al Grupo de Recursos Naturales de la EEA INTA Santa Cruz en el área de Suelos. Docente en la carrera de Ing. en Recursos Naturales Renovables  de la Universidad Nacional de la Patagonia Austral.

Gabriel E. Oliva, INTA EEA Santa Cruz. Río Gallegos, Santa Cruz. Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA), Unidad Académica Río Gallegos. Santa Cruz, Argentina.

Doctor en Ciencias Biológicas perteneciente al Grupo de Recursos Naturales de la EEA INTA Santa Cruz en el área de Pastizales Naturales. Docente en la carrera de Ing. en Recursos Naturales Renovables  de la Universidad Nacional de la Patagonia Austral.

Paula N. Paredes, INTA EEA Santa Cruz. Río Gallegos, Santa Cruz. Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA), Unidad Académica Río Gallegos. Santa Cruz, Argentina.

Magister en Recursos Naturales de la UBA perteneciente al Grupo de Recursos Naturales de la EEA INTA Santa Cruz en el área de Teledetección y SIG. Docente en la carrera de Ing. en Recursos Naturales Renovables  de la Universidad Nacional de la Patagonia Austral.

Gervasio Humano, INTA EEA Santa Cruz. Río Gallegos, Santa Cruz.

Profesional perteneciente al Grupo de Recursos Naturales de la EEA INTA Santa Cruz en el área de Pastizales Naturales.

Daniela Ferrante, INTA EEA Santa Cruz. Río Gallegos, Santa Cruz. Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA), Unidad Académica Río Gallegos. Santa Cruz, Argentina.

Magister en Recursos Naturales de la UBA perteneciente al Grupo de Recursos Naturales de la EEA INTA Santa Cruz en el área de Pastizales Naturales. Docente en la carrera de Ing. en Recursos Naturales Renovables  de la Universidad Nacional de la Patagonia Austral.

References

Anchorena, J. 1978. Regiones Ecológicas de la Patagonia. Primer curso de Manejo de Pastizales. INTA: Bariloche, Rio Negro. Pp. 8.

Anchorena, J. 1985. Recursos naturales y aptitud de uso ganadero. Dos cartas a escala 1:40.000 para la región magallánica. In O. Boelcke, D. Moore and F. Roig (eds.). Transecta Botánica de la Patagonia Austral. Buenos Aires: CONICET, Instituto de la Patagonia y Royal Society.

Barbería, E. 1995. Los dueños de la tierra en la Patagonia Austral. Buenos Aires: Universidad Federal de la Patagonia Austral. Pp. 475.

Bestelmeyer, B. T., J. Brown, K. M. Havstad, R. Alexander, G. Chaverz, and J. E. Herrick. 2003. Development and Use of State-and-Transition Models for Rangelands. Journal of Range Management 56:114-126. https://doi.org/10.2307/4003894.

Borrelli, P., F. Anglesio, C. Baetti, M. Iacomini, and A. Ramstrom. 1988. Condición de pastizales en el sudeste de Santa Cruz (Patagonia) II: Sitio "Santacrucense". Revista Argentina de Producción Animal 8(3):201-213.

Borrelli, P., C. Cheppi, M. Iacomini, and A. Ramstrom. 1984. Condición de pastizales en el sitio terraza de Río Gallegos. Revista Argentina de Producción Animal 4(9):879-897.

Borrelli, P., M. Iacomini, C. Baetti, and F. Anglesio. 1987. Áreas ecológicas de Santa Cruz y norte de Tierra del Fuego.

Borrelli, P., and G. Oliva. 2001. Efectos de los animales sobre los pastizales. Pp. 99-128 in P. Borrelli and G. Oliva (eds.). Ganadería sustentable en la Patagonia austral. Buenos Aires: INTA Reg Patagonia Sur and GTZ.

Bran, D., G. Oliva, P. Rial, J. Escobar, C. López, F. Umaña, J. Ayesa, and N. Elissalde. 2005. Regiones Ecológicas Homogéneas de la Patagonia Argentina. Bariloche: INTA. Pp. 12.

Braun Blanquet, J. J. 1932. Plant sociology, the study of plant communities. New York: Hafner Pub Co. Pp. 439.

Burgos, J. 1985. Clima en el extremo sur de Sudamérica. Pp. 10-40 in O. Boelcke, D. Moore and F. Roig (eds.). Transecta botánica de la Patagonia Austral. Buenos Aires: CONICET, Instituto de la Patagonia y Royal Society.

Cabrera, A. 1971. Fitogeografia de la República Argentina. Boletín de la Sociedad Argentina de Botánica 14:1-42.

Cook, C. W., and L. Kothmann. 1965. Effect of Range Condition and Utilization on Nutritive Intake of Sheep on Summer Ranges. Rangeland Ecology and Management / Journal of Range Management Archives 18:69-73. https://doi.org/10.2307/3895470.

De Fina, A., A. Garbosky, F. Gianetto, and L. Sabella. 1968. Difusión geográfica de cultivos índices en la Provincia de Santa Cruz. Buenos Aires: INTA. Pp. 30.

Di Rienzo, J., F. Casanoves, M. Balzarini, L. González, M. Tablada, and C. Robledo. 2011. InfoStat versión 2011. Grupo InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. URL: infostat.com.ar.

Dyksterhuis, E. J. 1958. Ecological principles in range evaluation. Botanical Review 24:253-272. https://doi.org/10.1007/BF02872569.

Ellison, L. 1949. The ecological basis for judging condition and trend on mountain range land. Journal of Forestry 47:786-795.

Faggi, A. 1983. Cartas de la vegetación real y potencial de la Ea. Cabo Buen Tiempo. Parodiana 3:341-364.

Faggi, A. 1985. Las comunidades vegetales de Rio Gallegos, Santa Cruz. Pp. 592-633 in O. Boelcke, D. Moore and F. Roig (eds.). Transecta Botánica de la Patagonia Austral. Buenos Aires: CONICET Instituto de la Patagonia (Chile) Royal Society (Gran Bretaña).

Faggi, A., and F. Roig. 1985. Carta fitosociológica de Río Gallegos. Provincia de Santa Cruz, República Argentina. In O. Boelcke, D. Moore and F. Roig (eds.). Transecta Botánica de la Patagonia Austral. Buenos Aires: CONICET,Instituto de la Patagonia y Royal Society.

Ferrante, D., G. Oliva, G. Humano, and P. Torra. 2004. Dinámica del agua en una estepa graminosa de la Patagonia Austral. Actas II Reunión Binacional de Ecologia. Pp 302. 31 de octubre al 5 de noviembre, Mendoza.

Friedel, M. 1991. Range condition assessment and the concept of thresholds: a viewpoint. Journal of Range Management 44:422-426. https://doi.org/10.2307/4002737.

Hongslo, E. 2015. An ecology of difference: fence-line contrast photographs as scientific models in ecology. Journal of Political Ecology 22:349-356. https://doi.org/10.2458/v22i1.21112.

Klemmedson, J. O. 1956. Interrelations of vegetation, soils and range conditions induced by grazing. Journal of Range Management 9:134-138. https://doi.org/10.2307/3894234.

Laycock, W. 1991. Stable states and thresholds of range condition on North American rangelands: A viewpoint. Journal of Range Management 44:427-433. https://doi.org/10.2307/4002738.

León, R., D. Bran, M. Collantes, J. Paruelo, and A. Soriano. 1998. Grandes unidades de vegetación de la Patagonia extra andina. Ecología Austral 8:125-144.

Mazzoni, E. 2001. Distribución espacial y caracterización geomorfológica de "Bajos sin Salida" de la Patagonia Austral Extracordillerana. Anales Instituto Patagonia. Serie Ciencias Naturales (Chile) 29:5-24.

Okin, G., D. Gillette, and J. Herrick. 2006. Multi-scale controls on and consequences of aeolian processes in landscape change in arid and semi-arid environments. Journal of Arid Environments 65:253-275. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2005.06.029.

Okin, G. S., and D. A. Gillette. 2001. Distribution of vegetation in wind‐dominated landscapes: Implications for wind erosion modeling and landscape processes. Journal of Geophysical Research: Atmospheres 106:9673-9683. https://doi.org/10.1029/2001JD900052.

Oliva, G., and P. Borrelli. 1993. Estepas del sudeste de Santa Cruz. Pp. 5-13 in J. Paruelo, M. Bertiller, T. Schlichter and F. Coronato (eds.). Secuencias de deterioro en distintos ambientes patagónicos: Su caracterización mediante el modelo de Estados y Transiciones. Bariloche: Ludepa SME.

Oliva, G., D. Bran, J. Gaitán, D. Ferrante, V. Massara, G. G. Martínez, E. Adema, M. Enrique, E. Domínguez, and P. Paredes. 2019. Monitoring drylands: The MARAS system. Journal of Arid Environments 161:55-63. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2018.10.004.

Oliva, G., A. Cibils, P. Borrelli, and G. Humano. 1998. Stable states in relation to grazing in Patagonia: A 10-year experimental trial. Journal of Arid Environments 40:113-131. https://doi.org/10.1006/jare.1998.0425.

Oliva, G., M. Collantes, and G. Humano. 2005. Demography of Grazed Tussock Populations in Patagonia. Rangeland Ecology and Management 58:466-473. https://doi.org/10.2111/1551-5028(2005)58[466:DOGTGP]2.0.CO;2.

Oliva, G., M. Collantes, and G. Humano. 2013. Reproductive Effort and Seed Establishment in Grazed Tussock Grass Populations of Patagonia. Rangeland Ecology and Management 66:164-173. https://doi.org/10.2111/REM-D-11-00121.1.

Oliva, G., D. Ferrante, C. Cepeda, G. Humano, and S. Puig. 2021. Holistic versus continuous grazing in Patagonia: A station-scale case study of plant and animal production. Rangeland Ecology and Management 74:63-71. https://doi.org/10.1016/j.rama.2020.09.006.

Oliva, G., D. Ferrante, P. Paredes, G. Humano, and A. Cesa. 2016. A conceptual model for changes in floristic diversity under grazing in semi-arid Patagonia using the State and Transition framework. Journal of Arid Environments 127:120-127. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2015.10.018.

Oliva, G., L. González, P. Rial, and E. Livraghi. 2001. El ambiente en la Patagonia Austral. Pp. 17-80 in P. Borrelli and G. Oliva (eds.). Ganadería ovina sustentable en la Patagonia Austral. Cap. 2. Buenos Aires: INTA EEA Santa Cruz.

Paruelo, J. M., M. B. Bertiller, T. M. Schlichter, and F. R. Coronato. 1993. Secuencias de deterioro en distintos ambientes patagónicos. Su caracterización mediante el modelo de estados y transiciones. Bariloche: LUDEPA. Convenio INTA-GTZ. Pp. 109.

Pickup, G. 1985. The erosion cell - a geomorphic approach to landscape classification in range assessment. Australian Rangeland Journal 7:114-121. https://doi.org/10.1071/RJ9850114.

Ramos, V. A. 1999. Las provincias geológicas del territorio argentino. Geología Argentina 29:41-96.

Roig, F., J. Anchorena, A. Dollenz, A. Faggi, and E. Méndez. 1985. Las comunidades vegetales de la transecta botánica de la Patagonia Austral. Primera parte. La vegetación del área continental. Pp. 350-456 en O. Boelcke, D. Moore and F. Roig (eds.). Transecta Botánica de la Patagonia Austral. Buenos Aires: Conicet- Royal Society- Instituto de la Patagonia.

Roig, F., and A. Faggi. 1985. Transecta Botánica de la Patagonia Austral: Análisis geobotánico de la vegetación. Buenos Aires: CONICET. Pp. 189.

Roig, F., and E. Mendez. 1993. Estepas magallánicas de Festuca gracillima de Santa Cruz. Pp. 5-13 in J. Paruelo, M. Bertiller, T. Schlichter and F. Coronato (eds.). Secuencias de deterioro en distintos ambientes patagónicos: Su caracterización mediante el modelo de Estados y Transiciones. Bariloche: Ludepa SME.

Roig, F., E. Méndez, E. Abraham, D. Tomasini, and P. Mascagno. 2003. Especies indicadoras de estados y procesos en la vegetación patagónica. Indicadores y Puntos de Referencia en América Latina y el Caribe. Pp. 189-208.

SENASA. 2017. Existencias ovinas por categoria y departamento 2008-2017. URL: tinyurl.com/wava6u6j.

Soriano, A., M. Nogués Loza, and S. Burkart. 1995. Biodiversity in the extra-Andean Patagonia: Comparison with neighboring and related vegetation units. En L. Montes and G. Oliva (eds.). Actas del Taller Internacional sobre recursos fitogenéticos desertificación y uso sustentable. Buenos Aires: Centro Regional Patagonia Sur INTA. Pp. 238.

Story, M., and R. G. Congalton. 1986. Accuracy assessment: a user’s perspective. Photogrammetric Engineering and remote sensing 52:397-399.

Westoby, M., B. Walker, and I. Noy-Meir. 1989. Opportunistic management of rangelands not at equilibrium. Journal of Range Management 42:266-274. https://doi.org/10.2307/3899492.

Zuloaga, F., O. Morrone, and M. Belgrano. 2009. Catálogo de las Plantas Vasculares del Cono Sur. Versión base de datos en sitio web. Instituto Darwinion.

Cartografía de un nuevo Modelo de Estados y Transiciones de la Estepa Magallánica Seca en la Patagonia argentina

Published

2021-05-24

How to Cite

Schenkel, C. A., Oliva, G. E., Paredes, P. N., Humano, G., & Ferrante, D. (2021). A State and Transition Map for the Dry Magellan Steppe, Patagonia, Argentina. Ecología Austral, 31(2), 301–315. https://doi.org/10.25260/EA.21.31.2.0.1015