Strategies to persist in the community: Soil seed bank and above-ground vegetation in Patagonian pine plantations

Questions: In terms of biodiversity conservation, forest plantations are often considered problematic because they usually have negative effects on natural ecosystems. Soil seed banks could play an important role in restoring vegetation that was originally present, by recruiting species that have disappeared above-ground. We addressed this topic in plantations located in the Patagonian steppe by asking the following questions: Are richness, abundance and composition of steppe above-ground vegetation and soil seed bank affected by plantations? Is species composition of the above-ground vegetation and soil seed bank similar in plantations and in the steppe?. Location: NW of Chubut Province, Patagonia, Argentina. Methods: We selected three plantations located in the steppe, and delimited three sectors: steppe, plantation edge and plantation interior. We compared richness and abundance by species origin and growth form among sectors for the above-ground vegetation and soil seed bank compartments, using generalized linear mixed models. We compared species composition for each compartment and between them using permutational multivariate analysis of variance and non-metric multidimensional scaling. Results: In above-ground vegetation, we found a decrease in richness and abundance, and changes in composition from the steppe to the plantation interior. Richness and abundance of the soil seed bank did not show differences among steppe and the plantation sectors, although composition was different among them. Above-ground vegetation and soil seed bank species composition were always different; native perennial herbs and shrubs were predominant in the above-ground vegetation while exotic annual herbs dominated the soil seed bank. Conclusions: Our findings suggest that plant recruitment from the soil seed bank would not be sufficient for restoring depleted species pools in the above-ground vegetation of plantations. Therefore, actions promoting native species reestablishment and control of exotics should be considered to reach the aim of restoring biodiversity in former plantations.Fil: Rago, María Melisa. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Urretavizcaya, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; Argentina. Provincia de Chubut. Ministerio de la Producción; ArgentinaFil: Orellana Ibáñez, Ivonne Alejandra. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ciencias Naturales y Ciencias de la Salud - Sede Esquel. Departamento de Química; ArgentinaFil: Defossé, Guillermo Emilio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ingeniería - Sede Esquel. Departamento de Ingeniería Forestal; Argentin

Modificación de la composición de la flora en bordes de bosques fragmentados de Austrocedrus chilensis en Patagonia

Austrocedrus chilensis es una de las especies arbóreas nativas del bosque andino patagónico más afectadas por el proceso de fragmentación, originando bosquetes remanentes rodeados de pasturas. Estudiamos la vegetación en bordes de A. chilensis adyacentes a áreas cortadas 10 años atrás, con especial referencia a la regeneración de A. chilensis, diversidad, abundancia y distribución especifica. Se encontró que la composición original de la vegetación fue fuertemente modificada, con una alta proporción de especies herbáceas exóticas en la zona de borde. La diversidad y la abundancia de especies leñosas fueron mayores en el interior del bosque (p = 0.0289yp= 0.0149), lo mismo que la riqueza de especies nativas (p = 0.0053) y la regeneración de A. chilensis (p = 0.0408), en tanto que la abundancia de especies herbáceas fue mayor en el borde (p = 0.0197). Durante los primeros 10 años de la sucesión posterior al disturbio, la tendencia de los bosquetes de A. chilensis remanentes es la retracción.In the Patagonian Andes of Argentina, Austrocedrus chilensis is one of the native tree species most affected by forest fragmentation, resulting in remnants stands surrounded by grasslands. We studied vegetation in the edges of stands of dense A. chilensis adjoining areas that were cut 10 years earlier, with special reference to A. chilensis regeneration, diversity, abundance and specific species distribution. We found that the original composition of the vegetation had been strongly modified, there was a high proportion of exotic herbaceous species in the edge. Diversity and abundance of woody species was superior in the core forest (p = 0.0289 and p = 0.0149), and so was the richness of native species (p = 0.0053) and regeneration of A. chilensis (p = 0.0408). On the other hand the abundance of herbaceous species was greater in the edge (p = 0.0197). During the first years of the succession, the forest in the edge area tends to retract.Fil: Carabelli, Francisco Andrés Carabelli. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagónico; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; ArgentinaFil: Orellana Ibáñez, Ivonne Alejandra. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; ArgentinaFil: Jaramillo, Marcelo M.. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; ArgentinaFil: Gomez, Mariano Facundo. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentin

Influencia de la temperatura sobre el crecimiento radial de Nothofagus antarctica en Patagonia Austral

El ñire (Nothofagus antarctica) es un árbol caducifolio de amplia distribución en los bosques templados sudamericanos. En corte transversal su leño presenta anillos de crecimiento. Estos son demarcados por la mayor compresión de las fibras y la disminución paulatina del tamaño de los vasos en el leño tardío. En este trabajo se analizó la correlación entre la temperatura y el patrón de crecimiento radial de 149 individuos de ñire, provenientes de 4 localidades de la Provincia de Santa Cruz, Argentina. Los registros climáticos regionales se obtuvieron al analizar los datos históricos provenientes de estaciones meteorológicas de las localidades: Punta Arenas, Esquel y Río Gallegos. Para obtener el patrón de crecimiento anual de ñire se extrajeron muestras de madera mediante barrenos de incrementos. El espesor de los anillos de crecimiento se midió utilizando una máquina Velmex con 0,001 mm de precisión. Para desarrollar la cronología se utilizó el programa TURBO ARSTAN. Se encontró una correlación significativa entre desvíos estándares de la temperatura media mensual desde diciembre del año previo hasta septiembre del año de formación del anillo. Esta relación entre las variaciones de la temperatura y el crecimiento radial fueron evaluadas durante el periodo 1952-2014. El espesor de los anillos es mayor cuando el periodo de crecimiento es precedido por bajas temperaturas. Además, durante todo el periodo analizado hubo una marcada tendencia a la disminución del crecimiento radial del ñire que coincide con un incremento de la temperatura media anual en la región. Este trabajo demuestra que la temperatura media anual tiene una fuerte influencia en el crecimiento radial del ñire.Fil: Vettese, Evangelina Soledad. 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: Orellana Ibáñez, Ivonne Alejandra. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; 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; ArgentinaFil: Villalba, Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaXXVIII Reunión Argentina de EcologíaMar del PlataArgentinaAsociación Argentina de Ecologí

Composition and Spatial Variation of Germinable Seed Bank in Burned Nothofagus pumilio Forests in Patagonia Argentina

The availability of soil-stored seed determines initial plant functional types in post-fire landscapes. We evaluated the post-fire regeneration of Nothofagus pumilio forests, in Patagonia, Argentina, analyzing the soil seed bank (SSB) and the above-ground vegetation (AV). At three sites: La Colisión, Río Turbio and Monte Zeballos, burned in 2008, 1980 and 1941, respectively, we sampled the SSB and AV in two transects from the edge of the remaining forest, up to 90 m within the burned area, and recorded the emergence (198 soil samples) and presence of vascular species. To determine the effect of the distance to the remnant forest on the germinable seed bank, we performed simple linear regression analysis through the use of linear mixed-effect models, and we analyzed the similarity between the composition of SSB and AV with PERMANOVA. The emergence of plant growth forms had different patterns in relation to the distance from the forest in the three sites, which might be associated with the time of fire occurrence, and specific characteristics of each site. The emergence of N. pumilio was registered at more than one distance at the recent burning site. Herbs constituted the main source of cover with 69% of the composition, and native/endemic species represented 71%. This study contributes to the understanding of the relationship between the seed bank and standing vegetation and a better understanding of the resilience of post-fire N. pumilio forests. Our findings suggest that from 15–20 m from the edge, the SSB would be insufficient to ensure the spontaneous recovery of the forest, making active restoration necessary in order to tend to a recovery of the structure and functionality of the original community.EEA Santa CruzFil: Urretavizcaya, María F. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónica (CIEFAP); Argentina.Fil: Urretavizcaya María F. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Esquel, Chubut; Argentina.Fil: Albarracín, Viviana. Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco. Facultad de Ciencias Naturales y Ciencias de la Salud. Departamento de Biología y Ambiente; Argentina.Fil: Orellana Ibáñez, Ivonne A. Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco. Facultad de Ciencias Naturales y Ciencias de la Salud; Argentina.Fil: Rago, M. Melisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónica (CIEFAP); Argentina.Fil: Lopez Bernal, Pablo. Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Forestal; Argentina.Fil: Monelos, Lucas H. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Santa Cruz; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentina.Fil: Peri, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Diversity of vascular plants in continuous and relictual forests of Nothofagus antarctica (Nothofagaceae) in southern Patagonia

La historia de los bosques de Nothofagus antarctica (ñire, ñirre) de Santa Cruz está asociada a profundos disturbios geológicos y climáticos. A estos se le suman los disturbios antrópicos más recientes que debido a los usos de la tierra contribuyen a la fragmentación del hábitat. En este trabajo se comparó la diversidad de plantas vasculares en bosques de Nothofagus antarctica relictuales (R) y bosques continuos aledaños (A) distribuidos en un amplio gradiente latitudinal. Para ello se relevaron las plantas vasculares de cinco localidades ubicadas en el ecotono bosque-estepa y se analizaron los componentes alfa y beta de la diversidad. Se registró un total de 152 especies. La diversidad alfa se evaluó mediante el Índice Shannon-Wiener (H) y no hubo diferencias significativas (p = 0,580) entre los ambientes A y R. Sin embargo, el índice H varió significativamente entre localidades (p <0,001). Los mayores valores de H se registraron en la localidad ubicada en el extremo latitudinal norte, mientras que los menores valores H se registraron en la localidad ubicada en el extremo latitudinal sur. El análisis de los componentes de la diversidad beta global (βsor) muestra menores valores en las localidades de los extremos norte y sur. Además en las otras localidades predomina el componente de recambio de especies (βsim), mientras que en la localidad más austral predomina el componente de diferenciación de especies por anidamiento (βnes). Se concluye que el gradiente latitudinal tiene fuertes influencias en la diversidad de la comunidad del sotobosque de N. antarctica. Además la intensidad del uso histórico de los bosques estaría relacionada a una mayor disminución en la riqueza de plantas vasculares de relictos, con respecto a los bosques continuos aledaños. Esto último denota una mayor sensibilidad de relictos a los disturbios antrópicos y la necesidad de implementar medidas adecuadas de conservación de los ambientes naturales.in Santa Cruz is associated with significant geological and climatic disturbances. More recently, anthropic disturbances contributed to habitat fragmentation process. In the forest-steppe ecotone N. antarctica forms small forests inserted in a steppe matrix and separated from the Andean forests that are found towards the West forming continuous forest mass. Five localities of Santa Cruz were surveyed in order to study the patterns of diversity of vascular plants comparatively between relictual forests (R) and their surrounding continuous forests (A). The localities are located in a wide latitudinal gradient (47º 4’- 51º 5’ S) and experience different histories of use. The alpha and beta components of the diversity were linked to other environmental variables through a multivariate redundancy analysis (RDA). A total of 152 species were registered. The alpha diversity was evaluated using the Shannon-Wiener Index (H’). There was no significant differences (p = 0.585) between environments A and R. However, when comparing the sites the differences were significant (p <0.0001). The highest H’ values were recorded in the northern site, while the lowest H’ values occurred in southern site. The components analysis of global beta diversity (βsor) showed lower values in the northern and southern extreme locations. In addition, while in the most austral site the component of species differentiation by nesting (βnes) was more relevant, in the other evaluated sites the turnover component (βsim) was predominant. The RDA shows that there is a close relationship between environmental characteristics (soil and climate) and species composition. It also shows that mean temperature is the main factor that relates localities of low similarity to each other (1 and 5). While the higher nutrient content in the soil is related to the intermediate localities (2, 3 and 4). We concluded that the latitudinal gradient had strong influences on the diversity of the understory community of N. antarctica forests. Furthermore, the intensity of the historical use of the forests can be related to a greater decrease in the vascular plant richness in relicts compared to the surrounding continuous forests. This denotes a greater sensitivity of relicts to anthropogenic disturbances and the need of an adequate conservation action.Fil: Vettese, Evangelina Soledad. 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: Orellana Ibáñez, Ivonne Alejandra. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; ArgentinaFil: Lencinas, María Vanessa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Martínez Pastur, Guillermo José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Peri, Pablo Luis. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia Austral; Argentin

Influence of wind and native vegetation on the distribution of Pseudotsuga menziesii regeneration in Patagonia, Argentina

Los patrones de distribución espacial de la regeneración de especies que se dispersan por anemocoria, suelen estar influenciados por la dirección del viento y también por la presencia de especies arbustivas del sotobosque que favorecen el establecimiento de la regeneración. Se analizó el efecto de la dirección del viento y de la vegetación asociada a bosques de Austrocedrus chilensis y matorrales mixtos, sobre la distribución de la regeneración de Pseudotsuga menziesii proveniente de plantaciones. Se seleccionaron tres plantaciones de P. menziesii; a partir de los bordes de cada una se establecieron seis transectas en las orientaciones NE, E, SE, SO, O, NO. En cada transecta se relevó la densidad de plántulas y renovales de P. menziesii y se registró las especies del sotobosque a las cuales estaba asociada la regeneración de P. menziesii. No se detectaron diferencias significativas en la densidad de plántulas en las diferentes orientaciones. En cambio, los renovales fueron más abundantes en las orientaciones favorecidas por el viento. Así mismo hubo una mayor frecuencia de renovales asociados a especies leñosas que a suelo desnudo o herbáceas. Estos resultados muestran cómo la dirección del viento y la facilitación de las especies leñosas afectan la dispersión de semillas y el establecimiento de los renovales y determinan los patrones de distribución de la regeneración de una especie arbórea.Sapling distribution patterns of wind dispersed species tend to be influenced not only by wind direction and speed, but also by the presence of shrubs species that favor sapling recruitment. We analyzed the effect of wind direction and presence of understory species in Austrocedrus chilensis forest and shrublands, on Pseudotsuga menziesii sapling distribution. We selected three P. menziesii forestations; in each forestation, six transects were established in NE, E, SE, SW, W, NW orientations. Pseudotsuga menziesii seedling and sapling densities were evaluated in each transect. Understory species associated with P. menziesii saplings were also recorded. We found significant difference in P. menziesii sapling density between wind-favored versus non-favored orientations, being more abundant in wind-favored orientations. We also detected significant differences in P. menziesii saplings density associated with different understory species and herbaceous species or bare soil; the highest values were found in association with herbaceous species or with bare soil.Fil: Acheritobehere, Laura Melania. Universidad Nacional de la Patagonia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Orellana Ibáñez, Ivonne Alejandra. Universidad Nacional de la Patagonia; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; Argentin

The vulnerability of native and invasive conifer seedlings to simulated warming in north-western Patagonia

On the context that climate change could increase opportunities of colonisation and spreading for invasive species, we examined whether or not exotic species will respond better than native species to warming effect. We analysed its effect on the water potential (Ψ) of Austrocedrus chilensis and Pseudotsuga menziesii seedlings, native and exotic conifers, respectively. We hypothesise that the native species will show more negative Ψ values than the exotic seedlings in warming conditions. A field experiment was set up in two sites in A. chilensis forests in north-western Patagonia. In each site, 14 blocks were installed, each consisting of an Open Top Chamber (OTC), which increases temperature by 2°C, and a control plot at current environmental temperature. In 7 blocks, 23 seedlings of P. menziesii were planted in each OTC and 23 in each control plot. In the remaining 7 blocks, A. chilensis seedlings were planted in the same way. Micro-environmental variables and Ψpd and Ψmd were measured over two growing seasons (2014–2015 and 2015–2016); the turgor threshold of each species was also estimated. The data were analysed by MLGM with repeated measures. Our study showed that warming caused a decrease in air and soil humidity, resulting in a reduction in the water potential of both species at predawn and midday. The most negative water potential values were always recorded in the OTC conditions, and the significant differences between sites could be explained by different tree densities and water consumption. In all plots, A. chilensis Ψ values were found to be more negative than those of P. menziesii, but in the warming scenario, this difference was stronger. Moreover, although neither of the species was favoured by the OTC conditions, A. chilensis could be at higher risk than P. menziesii in the mesic site (MA) in a climate warming scenario.Fil: Acheritobehere, Laura Melania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; ArgentinaFil: Orellana Ibáñez, Ivonne Alejandra. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; ArgentinaFil: Raffaele, Estela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentin