Presión de pastoreo y selectividad en estepas áridas y semi - áridas : retroalimentación planta - herbívoro a distintos niveles

Los herbívoros domésticos seleccionan su dieta y promueven cambios en la vegetación a distintos niveles jerárquicos, desde paisaje a planta individual, pasando por comunidad y parche de vegetación. Asimismo, los diferentes patrones de estructura de la vegetación controlan esta selectividad a cada nivel. Se estudió la interacción entre los herbívoros domésticos y la vegetación a distintos niveles jerárquicos en un gradiente de aridez en estepas patagónicas. En campos de los Distritos Central (semi-desierto), Occidental (estepa graminoso-arbustiva) y Subandino (estepa graminosa), se evaluaron los controles del consumo selectivo y los efectos del pastoreo sobre la vegetación a nivel de planta, población, parche, comunidad y lote. Los controles de la selectividad cambiaron con el nivel jerárquico. La selectividad por una determinada planta dependió de su identidad y, en especies preferidas, de su morfología. El consumo selectivo por una especie (población) dependió principalmente de la presión de pastoreo, de su abundancia absoluta y relativa a otras especies forrajeras en la comunidad y del material muerto de los individuos, pero la importancia de estos factores cambió con la preferencia de la especie. El impacto -negativo- de la presión de pastoreo sobre los parches de vegetación y -positivo- de los descansos al pastoreo sobre el crecimiento de las plantas fue mayor en los sitios con menor nivel de estrés regional. Ambos efectos se asociaron con las características de las especies dominantes. Finalmente, el efecto del pastoreo a distancias crecientes de las aguadas fue más heterogéneo en lotes de mayor tamaño. Estos resultados (que en algunos casos llenan un vacío de información) mejoran el entendimiento i) sobre la interacción planta-herbívoro en campos ganaderos, ii) sobre los procesos de deterioro inducidos por pastoreo doméstico y iii) sobre herramientas (descansos, alambrados, manipulación de la presión de pastoreo) para el manejo de recursos naturales en ecosistemas áridos

Presión de pastoreo y selectividad en estepas áridas y semi - áridas : retroalimentación planta - herbívoro a distintos niveles

Los herbívoros domésticos seleccionan su dieta y promueven cambios en la vegetación a distintos niveles jerárquicos, desde paisaje a planta individual, pasando por comunidad y parche de vegetación. Asimismo, los diferentes patrones de estructura de la vegetación controlan esta selectividad a cada nivel. Se estudió la interacción entre los herbívoros domésticos y la vegetación a distintos niveles jerárquicos en un gradiente de aridez en estepas patagónicas. En campos de los Distritos Central (semi-desierto), Occidental (estepa graminoso-arbustiva) y Subandino (estepa graminosa), se evaluaron los controles del consumo selectivo y los efectos del pastoreo sobre la vegetación a nivel de planta, población, parche, comunidad y lote. Los controles de la selectividad cambiaron con el nivel jerárquico. La selectividad por una determinada planta dependió de su identidad y, en especies preferidas, de su morfología. El consumo selectivo por una especie (población) dependió principalmente de la presión de pastoreo, de su abundancia absoluta y relativa a otras especies forrajeras en la comunidad y del material muerto de los individuos, pero la importancia de estos factores cambió con la preferencia de la especie. El impacto -negativo- de la presión de pastoreo sobre los parches de vegetación y -positivo- de los descansos al pastoreo sobre el crecimiento de las plantas fue mayor en los sitios con menor nivel de estrés regional. Ambos efectos se asociaron con las características de las especies dominantes. Finalmente, el efecto del pastoreo a distancias crecientes de las aguadas fue más heterogéneo en lotes de mayor tamaño. Estos resultados (que en algunos casos llenan un vacío de información) mejoran el entendimiento i) sobre la interacción planta-herbívoro en campos ganaderos, ii) sobre los procesos de deterioro inducidos por pastoreo doméstico y iii) sobre herramientas (descansos, alambrados, manipulación de la presión de pastoreo) para el manejo de recursos naturales en ecosistemas áridos

Presión de pastoreo y selectividad en estepas áridas y semi - áridas : retroalimentación planta - herbívoro a distintos niveles

Los herbívoros domésticos seleccionan su dieta y promueven cambios en la vegetación a distintos niveles jerárquicos, desde paisaje a planta individual, pasando por comunidad y parche de vegetación. Asimismo, los diferentes patrones de estructura de la vegetación controlan esta selectividad a cada nivel. Se estudió la interacción entre los herbívoros domésticos y la vegetación a distintos niveles jerárquicos en un gradiente de aridez en estepas patagónicas. En campos de los Distritos Central (semi-desierto), Occidental (estepa graminoso-arbustiva) y Subandino (estepa graminosa), se evaluaron los controles del consumo selectivo y los efectos del pastoreo sobre la vegetación a nivel de planta, población, parche, comunidad y lote. Los controles de la selectividad cambiaron con el nivel jerárquico. La selectividad por una determinada planta dependió de su identidad y, en especies preferidas, de su morfología. El consumo selectivo por una especie (población) dependió principalmente de la presión de pastoreo, de su abundancia absoluta y relativa a otras especies forrajeras en la comunidad y del material muerto de los individuos, pero la importancia de estos factores cambió con la preferencia de la especie. El impacto -negativo- de la presión de pastoreo sobre los parches de vegetación y -positivo- de los descansos al pastoreo sobre el crecimiento de las plantas fue mayor en los sitios con menor nivel de estrés regional. Ambos efectos se asociaron con las características de las especies dominantes. Finalmente, el efecto del pastoreo a distancias crecientes de las aguadas fue más heterogéneo en lotes de mayor tamaño. Estos resultados (que en algunos casos llenan un vacío de información) mejoran el entendimiento i) sobre la interacción planta-herbívoro en campos ganaderos, ii) sobre los procesos de deterioro inducidos por pastoreo doméstico y iii) sobre herramientas (descansos, alambrados, manipulación de la presión de pastoreo) para el manejo de recursos naturales en ecosistemas áridos

Grazing pressure interacts with aridity to determine the development and diversity of biological soil crusts in Patagonian rangelands

Grazing is directly related to land degradation and desertification in global drylands. Grazing impacts on vascular plants, reasonably well‐known, depend on its intensity and are modulated by local aridity conditions. However, we do not know how the interplay of grazing intensity and aridity affect biocrusts, topsoil assemblages dominated by cyanobacteria, lichens, and mosses that provide key ecosystem services in drylands. Here, we determined how grazing affects biomass, total cover, and richness of biocrust structural types across a regional aridity gradient in the Patagonian steppe. On average, grazing by sheep reduced biocrust biomass, total cover and richness of structural types by 55, 90, and 59%, respectively. In general, high grazing pressures had a larger impact on biocrusts than moderate or light grazing pressures. For example, biocrust cover was reduced by 85, 89, and 98% by light, moderate, and high grazing pressures, respectively. Although a slightly different response to grazing was observed under low aridity conditions, these more benign climatic conditions did not compensate for the negative effects of trampling by domestic animals on biocrusts. Nonetheless, estimated biocrust recovery rates under medium aridity conditions were faster than previously thought: it took 24, 18, and 58 years to double biocrust biomass, total cover, and richness of structural types. Sheep cannot be just removed in Patagonian rangelands because the production of meat and wool represents the main local economic activity. But landowners must consider our results to protect the ecosystem functions and services provided by biocrusts for future generations to come.This study was supported by Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (PICT 2014-3026), Universidad de Buenos Aires (20020160100139BA), and Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (PIP 2015-0709). F. T. M. is supported by the European Research Council (ERC Grant Agreement nº 647038 [BIODESERT])

Intensification of livestock farming in times of climate change: The challenges of domestic grazing in the drylands of the Argentine Patagonia

Livestock grazing modifies and even degrades arid ecosystems, which threatens the sustainability of livestock farming itself. It is essential to learn more about the effects of grazing on vegetation and soil to design strategies to avoid desertification, perhaps the most serious problem faced by drylands. In this paper, we evaluate the changes in the functional traits of the plant community and the biological soil crust induced by the intensification of grazing in Patagonian ecosystems. This description, together with changes in diversity, plant composition, and ecosystem functioning, can help us to understand the mechanisms by which the intensification of sheep grazing could degrade arid ecosystems.; El pastoreo con ganado modifica los ecosistemas áridos y llega incluso a degradarlos, lo que atenta contra la sustentabilidad de la propia actividad ganadera. Resulta clave conocer los efectos del pastoreo sobre la vegetación y el suelo para poder diseñar estrategias que eviten la desertificación, quizá el problema más grave que encaran los ecosistemas áridos. En este artículo, evaluamos los cambios en los rasgos funcionales de la comunidad vegetal y la costra biológica del suelo inducidos por la intensificación del pastoreo en ecosistemas patagónicos. Esta descripción, junto con los cambios en la diversidad, composición y funcionamiento ecosistémico, ayuda a comprender los mecanismos por los que la intensificación del pastoreo ovino podría degradar los ecosistemas áridos.; El pasturatge amb bestiar modifica els ecosistemes àrids i fins i tot arriba a degradar-los, cosa que atempta contra la sostenibilitat de la mateixa activitat ramadera. Resulta clau conèixer els efectes del pasturatge sobre la vegetació i el sòl per a poder dissenyar estratègies que eviten la desertificació, potser el problema més greu que encaren els ecosistemes àrids. En aquest article, avaluem els canvis en els trets funcionals de la comunitat vegetal i la crosta biològica del sòl induïts per la intensificació del pasturatge en ecosistemes patagònics. Aquesta descripció, juntament amb els canvis en la diversitat, composició i funcionament ecosistèmic, ajuda a comprendre els mecanismes pels quals la intensificació del pasturatge oví podria degradar els ecosistemes àrids

Environmental factors regulate soil microbial attributes and their response to drought in rangeland ecosystems

In ecosystems, soil microbial variables characterization are used to determine soil biological health and the response of soils to environmental stress. Although there are strong associations between plants and soil microorganisms, they may respond asynchronously to environmental factors and severe droughts. We aimed to: I) evaluate the special variation of soil microbiome such as microbial biomass carbon (MBC) and nitrogen (MBN), soil basal respiration (SBR) and microbial indexes in eight rangeland sites located across an aridity gradient (distributed from arid to mesic climates); II) analyze the relative importance of main environmental factors (climate, soils, and plants) and their relationships with microbial variables in the rangelands; and III) assess the effect of drought on microbial and plant variables in field-based manipulative experiments. First, we found significant changes of microbial variables along a precipitation and temperature gradient. The responses of MBC and MBN were strongly dependent on soil pH, soil nitrogen (N), soil organic carbon (SOC), C:N ratio and vegetation cover. In contrast, SBR was influenced by the aridity index (AI), the mean annual precipitation (MAP), the soil pH and vegetation cover. MBC, MBN and SBR were negatively related with soil pH compared to the other factors (C, N, C:N, vegetation cover, MAP and AI) that had a positive relationship. Second, we found a stronger soil microbial variables response to drought in arid sites compared to humid rangelands. Third, the responses of MBC, MBN, and SBR to drought showed positive relationships with vegetation cover and aboveground biomass, but with different regression slopes, this suggest that plant and microbial communities responded differently to drought. The results from this study improve our understanding about the microbial response to drought in different rangelands, and may facilitate the development of predictive models on responses of soil microorganisms in carbon cycle under global change scenarios.Fil: Toledo, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia de Santa Cruz. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Santa Cruz. Centro de Investigaciones y Transferencia de Santa Cruz. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Centro de Investigaciones y Transferencia de Santa Cruz; ArgentinaFil: Bondaruk, Viviana. 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; ArgentinaFil: Oñatibia, Gastón Rafael. 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: Loydi, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Alberti, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; ArgentinaFil: Bruschetti, Carlos Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; ArgentinaFil: Pascual, Jesus Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; ArgentinaFil: Peter, Guadalupe. Universidad Nacional de Río Negro. Sede Atlántica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Agüero, Walter D.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Catamarca-La Rioja. Estación Experimental Agropecuaria La Rioja; ArgentinaFil: Namur, Pedro R.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Catamarca-La Rioja. Estación Experimental Agropecuaria La Rioja; ArgentinaFil: Blanco, Lisandro Javier. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Catamarca-La Rioja. Estación Experimental Agropecuaria La Rioja; ArgentinaFil: Peri, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia de Santa Cruz. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Santa Cruz. Centro de Investigaciones y Transferencia de Santa Cruz. Universidad Nacional de la Patagonia Austral. Centro de Investigaciones y Transferencia de Santa Cruz; Argentin

Data from: Regional productivity mediates the effects of grazing disturbance on plant cover and patch-size distribution in arid and semi-arid communities

Patch-size distribution and plant cover are strongly associated to arid ecosystem functioning and may be a warning signal for the onset of desertification under changes in disturbance regimes. However, the interaction between regional productivity level and human-induced disturbance regime as drivers for vegetation structure and dynamics remain poorly studied. We studied grazing disturbance effects on plant cover and patchiness in three plant communities located along a regional productivity gradient in Patagonia (Argentina): a semi-desert (low-productivity community), a shrub-grass steppe (intermediate-productivity community) and a grass steppe (high-productivity community). We sampled paddocks with different sheep grazing pressure (continuous disturbance gradients) in all three communities. In each paddock, the presence or absence of perennial vegetation was recorded every 10 cm along a 50 m transect. Grazing effects on vegetation structure depended on the community and its association to the regional productivity. Grazing decreased total plant cover while increasing both the frequency of small patches and the inter-patch distance in all communities. However, the size of these effects was the greatest in the high-productivity community. Dominant species responses to grazing explained vegetation patch- and inter-patch-size distribution patterns. As productivity decreases, dominant species showed a higher degree of grazing resistance, probably because traits of species adapted to high aridity allow them to resist herbivore disturbance. In conclusion, our findings suggest that regional productivity mediates grazing disturbance impacts on vegetation mosaic. The changes within the same range of grazing pressure have higher effects on communities found in environments with higher productivity, markedly promoting their desertification. Understanding the complex interactions between environmental aridity and human-induced disturbances is a key aspect for maintaining patchiness structure and dynamics, which has important implications for drylands management

Standardized indices to estimate sensitivity to drought across ecosystems

Question: Climate change scenarios predict alterations in interannual variability of precipitation and increases of extreme droughts. Drought effects will reflect ecosystems' sensitivity (i.e. the magnitude of the response relative to the change in amount of precipitation), with different consequences for plant communities and ecosystem functioning. However, sensitivity estimations across ecosystems and among years are contingent upon the metric applied. Here, we asked how different sensitivity indices reflect the responses to drought in contrasting ecosystems. Methods: We proposed a novel index to estimate sensitivity in drought experiments, which consider the change in the response variable in relation to the reduction in precipitation, standardized by the mean precipitation use efficiency of the site, making it suitable to compare among contrasting ecosystems. We compared the information gained from the new index with two indices commonly used in experimentally induced droughts, through simulated scenarios. Besides, we applied the indices to data from previous field drought experiments to evaluate relative and absolute sensitivity to drought in worldwide grassland ecosystems along a wide precipitation gradient. Results: We found that both relative and absolute approaches yielded important information to determine drought sensitivity in different simulated scenarios and under interannual precipitation variability. When the indices were applied to real situations, relative sensitivity to drought showed a significant increase as mean annual precipitation decreases whereas absolute sensitivity did not change significantly with precipitation. Conclusions: Our findings highlighted that absolute and relative indices to estimate drought sensitivity, rather than being redundant, may complement each other to inform how ecosystems respond to drought and to provide a more holistic assessment of vulnerable systems toward increasing interannual precipitation variability. This complementary approach enhances our understanding of ecosystem response under different conditions of precipitation variability and of the mechanisms that determine ecosystem changes during extreme droughts.Fil: Bondaruk, Viviana. 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: Oñatibia, Gastón Rafael. 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: Wilcox, Kevin R.. University Of Wyoming (uw);Fil: 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