Potencial de invasión de Phragmites australis en comunidades dominadas por especies nativas ante disturbios por fuego en condiciones controladas

Background. Wetlands are heterogeneous and dynamic ecosystems, very susceptible to invasions or local extinctions by the effects of invasive or over-dominant plant species. Resistance to invasion in wetlands that suffer disturbances such as fires has not been thoroughly studied. When Phragmites australis (common read) is present, its interaction with disturbance factors has led to local extinction of many native species. In a previous study, it was determined that harvesting is an effective control method for this species. But removal of aerial parts of this species generates many fragments that might propagate the species. Goals. Evaluate under controlled conditions the invasive potential of fragments of Phragmites australis in plant communities dominated by native plant species that are subjected to frequent human-made disturbances, such as fire, under controlled conditions. Methods. We carried out an experiment that consisted of two assays in 36 mesocosms with canopies of Schoenoplectus americanus. Results. Phragmites australis was practically not able to establish itself after the loss of the S. americanus canopy following fires, because the canopy of this last species recovered rapidly. Survival and growth were slightly higher in mesocosms with low disturbance (27.7% and 55.9 cm in the first assay, and 9.4%, and 60.6 cm in the second assay), when compared with controls (8.5% 35.3 cm, and 7.4% and 86.7 cm), because in control units the canopy of S. americanus was a permanent barrier to the development of P. australis. Height differences among burned and control mesocosms after the first fire event were significant (p =0.002) but not after two consecutive years of burning (p =0.085), because the few plants that survived in control units reached considerable height. Conclusions. The risk of establishment of the fragments of Phragmites australis that are generated during harvesting is low even after major disturbances of native vegetation cover.Antecedentes. Los humedales son ecosistemas heterogéneos y dinámicos muy susceptibles a sufrir invasiones o extinciones locales por especies invasoras o sobredominantes. La resistencia a la invasión de los humedales ante factores de disturbio como el fuego ha sido poco estudiada. Cuando Phragmites australis (carrizo) se encuentra presente, su interacción con factores de disturbio ha llevado a la extinción local de muchas especies nativas. En un estudio anterior se determinó que la cosecha de esta especie es una estrategia efectiva de control. Sin embargo, la remoción de las partes aéreas genera múltiples fragmentos a partir de los cuales se podría propagar la especie. Objetivos. Evaluar, ante disturbios ocasionados por el fuego, en condiciones controladas, el potencial de invasión de fragmentos de Phragmites australis en comunidades dominadas por especies nativas. Métodos. El experimento se efectuó bajo dos quemas en 36 mesocosmos con doseles de Schoenoplectus americanus y P. australis. Resultados. Los resultados establecieron que las plantas de Phragmites australis no lograron desarrollarse después de las quemas del dosel de S. americanus, debido a la rápida recuperación del dosel de esta segunda especie. Se registró mayor supervivencia y crecimiento en los mesocosmos con bajo disturbio (27.7% y 55.9 cm en el primer ensayo; 9.4% y 60.6 cm en el segundo ensayo) en comparación con los controles (8.5%, 35.3 cm y 7.4% y 86.7 cm), ya que el dosel de S. americanus se mantuvo como una barrera al desarrollo de P. australis en los controles. Las diferencias en la altura fueron significativas después del primer evento de fuego entre los mesocosmos quemados y los de control (p =0.002), pero después de dos años de quema no lo fueron (p =0.085), debido a que las pocas plantas que sobrevivieron en los mesocosmos control alcanzaron alturas considerables. Conclusiones. Los fragmentos de P. australis representan bajo riesgo para sitios con dosel de S. americanus después de un año de registrar disturbios como el fuego

Hacia la restauración con Annona glabra (Annonaceae) de una selva inundable: establecimiento y crecimiento de plántulas, y cambio en la vegetación acompañante

Background and Aims: Currently, freshwater swamps are deteriorating and their cover is decreasing, mainly due to deforestation for livestock and the introduction of exotic grasses. The objectives of this study were to evaluate the survival and the growth of Annona glabra seedlings, monitor changes in the accompanying vegetation, and estimate the cost of our experimental ecological restoration treatments in a freshwater swamp transformed into a flooded pasture and invaded by the exotic grass Echinochloa pyramidalis.Methods: The study was carried out on a floodplain surrounding a mangrove on the coast of central Veracruz, Mexico. It consisted of sowing four A. glabra seedlings in experimental quadrats exposed to different restoration techniques. Fifteen experimental restoration treatments were tested consisting of five restoration techniques (no modification, covering with plastic, planting Pontederia sagittata, soil removal, and raising the soil level), and three pretreatments applied to the seedlings planted (nursery seedlings with and without fertilizer, seedlings collected from the wetlands) in a random block design.Key results: Low seedling survival was recorded (30.7%), but this was higher for the seedlings from freshwater wetlands (41.1%). The highest percent survival was recorded where the soil was raised, followed by the soil removal technique. Regarding the vegetation, 40 species were recorded and the highest species richness was observed where the soil had been raised and where it had been removed. The Relative Importance Value was highest for Echinochloa pyramidalis, Mimosa pigra, and Annona glabra. The pretreatment of obtaining seedlings directly from the wetland was the cheapest one.Conclusions: Action is required to increase reforestation success. For future restoration projects, we recommend that the soil in the transplanting area be raised and covered with plastic before planting, to increase the probability of seedling survival and reduce grass cover. Moreover, seedlings collected from a swamp fragment should be used for reforestation.Antecedentes y Objetivos: Actualmente existe deterioro y disminución de selvas inundables debido a la deforestación para ganadería e introducción de pastos exóticos. Los objetivos del presente estudio fueron evaluar el porcentaje de supervivencia de plántulas de Annona glabra, el cambio en la vegetación acompañante, y estimar los costos de los tratamientos experimentales de restauración ecológica de una selva inundable de A. glabra transformada en pastizal e invadida por el pasto exótico Echinochloa pyramidalis. Métodos: El estudio se realizó en un pastizal inundable en la costa central de Veracruz, México. Consistió en sembrar cuatro plántulas de A. glabra en cuadros experimentales expuestos a distintas técnicas de restauración. Se probaron 15 tratamientos experimentales que consistieron en cinco técnicas de restauración (sin modificación, cubierta plástica, plantación de Pontederia sagittata, remoción de suelo, y elevación del suelo) y tres pretratamientos aplicados a las plántulas sembradas (plántulas de vivero con y sin fertilizante, plántulas de selva) en un diseño de bloques al azar.Resultados clave: Se registró baja supervivencia de plántulas (30.7%), siendo mayor en plántulas de selva (41.1%). El mayor porcentaje de supervivencia se registró con la técnica de elevación del suelo, seguido de la de remoción. Se registraron 40 especies en la vegetación; la mayor riqueza específica se observó en las técnicas de elevación del nivel del suelo y remoción. Las especies con mayor Valor de Importancia Relativa fueron Echinochloa pyramidalis, Mimosa pigra y Annona glabra. El pretratamiento en el cual se obtuvieron las plántulas directamente de la selva fue el más económico.Conclusiones: Se requieren acciones para incrementar el éxito de la reforestación. Para futuros proyectos de restauración, recomendamos la elevación del suelo en áreas de transplante y cubierta de plástico previo a la plantación, para incrementar la probabilidad de supervivencia, y reducir la cobertura del pasto; además de la reforestación con plántulas colectadas de un fragmento de selva

Common reed (Phragmites australis) harvest as a control method in a Neotropical wetland in Western México

Common reed (Phragmites australis) has invaded wetlands worldwide and displaced native vegetation and wildlife. Control measures include herbicides, but their use can cause negative environmental impacts. An alternative is to harvest aerial biomass. We tested harvest as a control for common reed in Mintzita springs, Michoacán in Western Mexico. Results showed that harvest increased native plant species establishment, and that species richness varied with harvesting method. In plots where reed was completely removed every two months, 9 native species established, the same number as in plots where all reed biomass was removed if at least one stem was 2 m tall at the harvest date. When only reed stems 2m or taller where removed, 6 species established, whereas, in control plots only three species established. Species composition correlated with harvesting method (ANOSIM, R=0.4514, p < 0.01). Harvest reduced resprouting measured as standing biomass (F(3,20) = 27, p < 0.000001). After one year of treatment, full removal plots had the lowest aerial dry biomass (108 ± 15 g) followed by plots with full removal once a reed stem was at least 2m tall (197 ± 81 g), followed by plots where only 2 m or taller stems were removed (593 ± 466 g) and control (3296 ± 232 g). Several reed plants died after the first year of the experiment. Although more trials and long term follow up are needed, our results suggest that harvest can be an efficient control method for reed-infested wetlands in Western Mexico

Distribución actual y potencial de las cactáceas Ferocactus histrix, Mammillaria bombycina y M. perezdelarosae en el estado de Aguascalientes, México

The Cactaceae is a representative group of the national flora of Mexico that faces conservation problems due to overexploitation and illegal trade at the national and state levels. In this paper the present distribution of three cactus species protected by Federal Law (Ferocactus histrix, Mammillaria bombycina and M. perezdelarosae) occurring in the state of Aguascalientes is updated and their potential distribution estimated using ecological niche modeling techniques. Most populations of F. histrix were found in the western half of the state of Aguascalientes at elevations between 1750 and 2473 m, in canyons of difficult access or low hills. The populations of M. bombycina were located in southwestern Aguascalientes at elevations between 1847 and 2417 m, in canyon walls and in horizontal terrain close to the cliffs. Finally, populations of M. perezdelarosae were located in the southwestern and central regions of the state on exposed bedrock at elevations between 2024 and 2417 m. This study contributes to our knowledge of the distribution and the populations of all three species, which may be used for future reintroduction and conservation efforts of these species in the state of Aguascalientes.Las cactáceas en México son un grupo representativo de las zonas áridas que actualmente presenta problemas de conservación debido a la sobreexplotación y el saqueo de los que han sido objeto en todo el país. En este trabajo se reporta la distribución actual de tres especies de cactáceas en el estado de Aguascalientes actualmente sujetas a protección especial según la legislación ambiental federal mexicana (Ferocactus histrix, Mammillaria bombycina y M. perezdelarosae). Se estimó su distribución potencial mediante la técnica de modelado de nicho ecológico. La mayoría de las poblaciones de F. histrix se encontraron en la mitad oeste del estado de Aguascalientes, entre 1750 y 2473 m s.n.m., en cañadas de difícil acceso o en laderas con poca inclinación. Las de M. bombycina fueron encontradas en la parte suroeste del de la entidad, entre 1847 y 2417 m de altitud, en colonias en paredes de cañadas o a ras del suelo cerca de las cañadas. Por último, las de M. perezdelarosae se ubicaron en el suroeste y el centro del estado, en rocas muy expuestas, entre 2024 y 2417 m. El estudio aporta una actualización al conocimiento de la distribución y proporciona nuevos elementos para conocer la condición de conservación de estas especies en Aguascalientes y para buscar estrategias de reintroducción y conservación

INTERACCIONES ENTRE ESPECIES HIDRÓFITAS DOMINANTES DE HUMEDALES DEL OCCIDENTE DE MÉXICO MEDIADAS POR EL FUEGO Y LA CONCENTRACIÓN DE NITRATOS

La dinámica de comunidades vegetales de humedales está influenciada por factores abióticos, como los nutrimentos y el fuego. En humedales en donde hay especies invasoras, determinar el papel de factores abióticos en las interacciones planta-planta es fundamental para entender la dinámica de la comunidad y para su manejo. En este estudio, la interacción entre pares de especies fue cuantificada entre una no invasora (Schoenoplectus americanus), una que puede volverse sobredominante como consecuancia de disturbios humanos (Typha domingensis) y una que posee un linaje que es invasor en norteamérica (Phragmites australis), las cuales crecieron bajo diferentes concentraciones de nitrato y fueron sometidas al efecto del fuego. Todas las especies respondieron a la adición de nitratos incrementando su crecimiento.Phragmitesrespondió en altura y biomasa de raíces,Typhaen biomasa aérea y de raíces ySchoenoplectuspara todas las variables. Las interacciones entre especies fueron complejas y variaron entre años. Durante el primer año, sólo el efecto deTyphaen si misma fue significativo. Para el segundo año, el efecto deTyphafue negativo en Phrangmites, el efecto deSchoenoplectusfue negativo en sí mismo y el efecto deTyphayPhragmitesfue negativo enTypha. El fuego fue significativo paraPhragmitesySchoenoplectus, las plantas no quemadas fueron más altas. Se detectaron efectos del fuego en las interacciones, la presencia de Schoenoplectus benefició el desempeño deTypha, y viceversa. En etapas tempranas, las interacciones más fuertes ocurrieron entre las especies no invasoras, permitiendo a la invasora responder a la concentración de nitratos, y el fuego tuvo su mayor efecto en la interacción entre nativas y no con la invasora

Three decades of remote sensing analysis of forest decline related to climate change

Climate change is predicted to lead to increasingly intense and hotter droughts, causing physiological weakness followed by forest decline in many regions of the world. Long- and short-range remote sensing (satellites and unmanned aerial vehicles, commonly called drones) can sense drought-induced changes in vegetation. Although several studies have addressed forest decline events, none have analyzed the forest decline attributable to climate change using remote sensing in a concise manner. A bibliometric analysis was carried out to characterize the scientific production reported in the Web of Science repository. The search descriptors were a combination of keywords related to forest decline and remote sensing. The results showed 278 articles published between 1989 and 2021 in 92 journals, with an average annual increase of 31%. A total of 29 nodes and 220 scientific collaboration links were located, mainly led by researchers from USA, Germany and China. Keyword analysis using World-TreeMap reflected the association of different key forest decline phenomena such as drought stress and climate change. Although the use of satellite information to study and understand forest decline has been reported for just over three decades, the most notable feature of the present research was the limited role of drones with only 5 studies. This reveals an area of opportunity to take advantage of the main strengths of drones, i.e., spatial and temporal resolution, low cost compared to manned flights, and centimeter accuracy. Therefore, it is strongly recommended to increase studies to improve the use of multispectral sensors, thermal and LiDAR technology for long-term monitoring of forest decline related to climate change

BARRERAS E INCENTIVOS ECONÓMICOS PARA LA RESTAURACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD

RESUMEN Una de los aspectos más fundamentales, y menos considerados desde un punto de vista formal, es el de los costos asociados a la restauración ecológica y de los incentivos económicos para llevarla a cabo. A través del análisis de ensayos de restauración con una comunidad indígena en el occidente de México se analizan los aspectos económicos relacionados con proyectos de restauración concretos y con el contexto económico que incentiva la restauración ecológica. Concluimos que, mientras que la relación costo-beneficio del trabajo directamente relacionado con el proceso de restauración puede ser calculado de manera directa en algunos casos, los beneficios asociados a recuperar la diversidad de los ecosistemas restaurados representan una mayor dificultad. En cuando a los incentivos de restaurar la biodiversidad, concluimos que en muchos casos serán variables económicas fuera del control de aquellos involucrados en el proceso de restauración las que los determinan. Palabras clave: restauración, bosque templado, costo, económico, técnicas. ABSTRACT Costs related with restoration efforts, as well as the economic incentives, are a fundamental issues that have not been fully considered from a formal standpoint. Through the analysis of restoration trials carried out with an indigenous community in Western Mexico, we analyzed economic issues related with the restoration trials themselves and with the economic context that gives incentives for ecological restoration. We reach to the conclussion that the cost-benefit relationship of the restoration process by itself can be straitforward calculated in some cases, calculating economic benefits acrued from the diversity restored to ecosystem is more difficult. In terms of the incentives for biodiversity restoration, we concluded that in many cases, economic variables out of the control of those involved in restoration are determinant. Key words: restoration, temperate forest, cost, economic, technique

La restauración ecológica clásica y los retos de la actualidad: La migración asistida como estrategia de adaptación al cambio climático

Ecological restoration is a very active area in ecology and of great importance for ecosystems management. Despite of being a relatively young discipline, the classical concepts of restoration seem, at present, impractical considering the great challenges generated by modification and destruction of ecosystems. This is due to anthropic activities (deforestation, change of land use, pollution) and global climate change. In the classic definition of restoration, the objective is to recover the degraded ecosystem to the same conditions of a historical reference state. However, nowadays the ecosystems return to a state prior to the disturbances seems unviable, because the thresholds of resilience have already been overcome. Additionally, climate change is causing environmental changes at an unprecedented rate. For this reason, ecological restoration needs to unite efforts of diverse actors to recover ecosystems that can be sustainable and functional in the future, where the species could be able to tolerate the environmental conditions that will exist in the long term. Assisted migration has been proposed as a conservation strategy; it is defined as the translocation of species to new locations outside their known range of distribution. In the current context of loss of diversity and ecosystems, this strategy could be fundamental for the formation of new communities that can later become novel ecosystems where species that are fundamental to the dynamics of ecosystems can persist and, at the same time, recover function, structure and resilience.La restauración ecológica es un área muy activa de la ecología y de gran importancia para el manejo de ecosistemas. A pesar de ser una disciplina relativamente joven, los fundamentos conceptuales clásicos de la restauración parecen actualmente poco prácticos considerando los grandes retos generados por modificación y destrucción de ecosistemas a causa de actividades antrópicas (deforestación, cambio de uso de suelo, contaminación) y el cambio climático global. En el concepto clásico de restauración se pretende recuperar el ecosistema degradado a las mismas condiciones de un referente histórico. Sin embargo, hoy parece poco viable que los ecosistemas vuelvan a un estado previo a las perturbaciones, porque ya se han superado los umbrales de resiliencia. Adicionalmente, el cambio climático está modificando el ambiente a una velocidad sin precedentes. Por tal razón, la restauración ecológica necesita unir esfuerzos de diversos actores para la recuperación de ecosistemas que puedan ser sustentables y funcionales a futuro, donde las especies sean capaces de tolerar las condiciones ambientales que existirán a largo plazo. Como una estrategia de conservación de especies se ha propuesto la migración asistida, que es la translocación de especies a nuevas localidades fuera de su rango de distribución conocido. En el contexto actual de pérdida de diversidad y de ecosistemas, esta estrategia podría ser fundamental para la conformación de nuevas comunidades que luego pueden convertirse en nuevos ecosistemas, donde puedan persistir especies fundamentales para la dinámica de los ecosistemas y, al mismo tiempo, se recupere función, estructura y resiliencia