Ojos que no ven… ¿Qué podemos hacer para incluir más a la fracción subterránea en estudios de vegetación?

Conocer la estructura y el funcionamiento de la fracción subterránea de la vegetación es fundamental para comprender numerosos procesos que ocurren en distintos niveles de organización. Sin embargo, dicha fracción fue menos estudiada que su contraparte aérea, principalmente por el gran esfuerzo que demanda muestrearla a campo y procesarla en el laboratorio. En la XXVIII Reunión Argentina de Ecología (Mar del Plata, 2018) se realizaron dos simposios sobre la importancia de conocer las raíces en estudios ecológicos. De los simposios surgió la necesidad de 1) cuantificar los estudios que hayan evaluado las fracciones subterránea y aérea de la vegetación, y 2) determinar las metodologías empleadas y las variables de la fracción subterránea registradas en sistemas naturales (i.e., pastizales, estepas, bosques, arbustales y desierto) y antropizados (i.e., pasturas y cultivos) en seis provincias fitogeográficas de la Argentina y en dos regiones geomorfológicas de Uruguay. Se registraron 933 estudios publicados entre 1990 y 2019. El 57% y el 23% correspondieron a estudios exclusivos de la fracción aérea y de la subterránea, respectivamente, con un incremento exponencial en el tiempo de ambas fracciones. En la actualidad existe una tendencia a incorporar el compartimiento subterráneo en estudios ecológicos. Mediante un análisis sistemático se encontró que se emplearon seis métodos de muestreo (barreno, ruleros, planta entera, monolitos, rhizotron y estimación de la biomasa subterránea a partir de la biomasa aérea) para evaluar cuatro variables (biomasa subterránea, productividad primaria neta subterránea, algunos atributos radicales y tasa de descomposición radical). El método más empleado fue el del barreno y la variable más evaluada fue la biomasa subterránea. Proponemos fomentar la colaboración entre equipos de investigación y establecer comparaciones metodológicas para comprender los alcances de los resultados y obtener estimaciones más confiables sobre las consecuencias del cambio en el uso del suelo.To know the structure and functioning of the belowground vegetation compartment is essential to understand numerous processes that occur at different organization levels. However, the belowground vegetation compartment has traditionally been less studied than the above layer due to the great effort required for field sampling and laboratory processing. In the XXVIII Reunión Argentina de Ecología, Mar del Plata 2018, two symposia about the importance of root knowledge in ecological studies were conducted. From this exchange arose the need to 1) quantify studies that include data of belowground and aboveground vegetation, and 2) determine the methodologies and the variables of the belowground compartment recorded in natural (grasslands, steppes, forests, shrubs, and desert) and human modified systems (pastures, crops) in six Argentinean phytogeographic provinces and in two Uruguayan geomorphological regions. There were 933 published studies from 1990 to 2019. The 57% and 23% corresponded to exclusive studies of the above and belowground compartments respectively, with an exponential increase in the time of both fractions. Currently, there is a tendency to incorporate the underground compartment in ecological studies. Through systematic analysis, it was found that six sampling methods were used (soil core, ingrowth cores, trench, monoliths, rhizotron and belowground biomass estimation from aboveground biomass) where four variables of the belowground vegetation compartment were recorded (belowground biomass, belowground net primary productivity, root traits, and roots decomposition rate). Obtaining soil volumes by soil core was the most used method, while belowground biomass was the most evaluated variable. We propose to encourage collaboration between research teams and establish methodological comparisons to understand the scope of the results and obtain better estimates about the consequences of land-use change.EEA Santa CruzFil: López Mársico, Luis. Universidad de la República. Facultad de Ciencias. Instituto de Ecología y Ciencias Ambientales; UruguayFil: Pestoni, Sofía. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Conti, Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Pérez-Harguindeguy, Natalia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Martínez Pastur, Guillermo José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas. Laboratorio de Recursos Agroforestales; ArgentinaFil: Pinto, Priscila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Sarquis, Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Reyes, María Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ambiente y Salud. Laboratorio de Rehabilitación y Restauración de Ecosistemas Áridos y Semiáridos (LARREA); ArgentinaFil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Piñeiro, Gervasio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. Departamento de Sistemas Ambientales; Urugua

Heterogeneity decreases as time since fire increases in a South American grassland

Questions: Disturbances change the fundamental properties of grasslands on different spatio-temporal scales. Uruguay is part of the Río de la Plata grasslands, and 60% is occupied by native grasslands dominated by perennial species. In plant communities dominated by tall tussock grasses, patchy and asynchronous field burns are a traditional practice among ranchers. We asked: how do the structural characteristics of vegetation vary in patches with different time since the last fire? Location: Grassland of the Eastern Hills, Uruguay. Methods: We selected 18 grazed sites in order to obtain a spatial chronosequence with four age categories since the last fire: 6, 18, 30, and more than 60 months before sampling. Plant composition, species richness, coverage of each species, bare soil, and standing dead biomass were determined in plots of 25 m2. We used nonmetric multidimensional scaling (NMDS) and the multiresponse permutation procedure (MRPP) to determine differences in community composition, and the ANOVA or the Kruskal–Wallis test to compare structural variables between patches of different burning ages. Results: Patches of different burning age had different species compositions. Species richness, Shannon diversity index, evenness, and bare soil decreased, whereas plant coverage, standing dead biomass, and vegetation strata increased as time since the last fire increased. Conclusions: Our study confirmed occasional and localized field-burns as major driver of vegetation change and structural diversity in a grazed native grassland dominated by a tall tussock grass. On a larger scale, we observed the coexistence of patches in different successional stages and differences in species composition between patches belonging to early stages. These grasslands require asynchronous burning of patches to generate structural changes that maximize both the spatial and temporal heterogeneity.Agencia Nacional de Investigación e InnovaciónComisión Sectorial de Investigación CientíficaInstituto Nacional de Investigación AgropecuariaComisión Académica de PosgradoInter-American Institute for Global Change Researc

Plant quality and primary productivity modulate plant biomass responses to the joint effects of grazing and fertilization in a mesic grassland

Questions: Human activities are increasing the density of domestic grazers and global nutrient loads, modifying the main determinants of vegetation community dynamics. Grazing (top-down control) and nutrient availability (bottom-up control) may interactively modify plant biomass, which is particularly important in grasslands devoted to livestock production. Here, we aim to understand the interactive effects of grazing and fertilization on grassland plant biomass. We hypothesized that the joint effects of nutrient addition and domestic grazing on above-ground plant biomass are not additive, but they modify each other through changes in ground-level light, leaf nutritional quality, above-ground net primary productivity (ANPP), and below-ground plant allocation. Location: Flooding Pampa (Buenos Aires, Argentina). Methods: We carried out a factorial experiment of grazing exclusion and fertilization with nitrogen, phosphorus, and potassium + micronutrients during ​several years in a mesic grassland devoted to livestock production. Results: After four years, grazing reduced live above-ground plant biomass by 52%, and when combined with fertilization this reduction was 70%. Nutrient addition in the grazed grassland increased ANPP and leaf nutrient concentration. These changes in turn intensified grazing pressure and cattle’s plant consumption. By contrast, fertilization did not produce any significant effect on plant biomass or ANPP inside the exclosures, where ground-level light was low. A structural equation model revealed that the increase in ANPP fostered above-ground and reduced below-ground plant biomass. Conclusions: This is the first study conducted in the Pampas grasslands that evaluated the effect of cattle grazing and fertilization on plant communities under field conditions over several years. Grazing and nutrient addition synergistically controlled grassland plant biomass, as the reduction in above-ground biomass by cattle consumption was greater in fertilized plots. Our results provided empirical evidence that leaf nitrogen and ANPP modulated plant biomass dynamics in grasslands devoted to livestock production in the context of increased nutrient loads in terrestrial ecosystems.Fil: Campana, María Sofía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Yahdjian, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentin