Climate Change Challenges: The Effect of Shade and Herb Competition on the Regeneration of Quercus suber L. and Quercus rotundifolia Lam.

Abstract

Mestrado em Engenharia Florestal e dos Recursos Naturais. Universidade de Lisboa, Instituto Superior de AgronomiaLow recruitment of Quercus suber L. (cork oak) and Quercus rotundifolia Lam. (holm oak) woodlands are a consequence of inadequate land-use practices and ongoing climatic changes, threatening the ecological and economical sustainability of Mediterranean ecosystems. Increasing evidence shows the critical positive role of the canopy nurse effect on seedling survival, however the role of herb vegetation in seedling establishment is seldom understood. Aiming to address the effect of canopy and herb vegetation on cork and holm oak recruitment dynamics, 18 plots were established in 2003 under different combinations of canopy cover (present, open) and herb vegetation (present, removed). Height and diameter were measured periodically, and growth rate was calculated. Survival analysis was performed using Cox Regression for 2004-2006 and 2004-2015 time periods, considering SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration index). This study shows that nurse tree canopies and high SPEI values have a positive effect on cork and holm oak seedling survival ratio, especially for cork oak. Canopy also positively affected trees, considering the period 2004-2015, and canopy interaction with herb vegetation did not significantly affect tree survival in any of the conditions tested. Our results show that open conditions and high SPEI (high moisture level) had a beneficial effect on growth (height). Presence of herb vegetation had a negative effect on tree growth rate, particularly in early development stages and when SPEI values were low, and more clearly for cork oak. The results suggest that higher growth rates predominate for cork oak in early stages, while holm oak grows at a higher rate for later stages. Only by ameliorating the causes of adult mortality and improving regeneration by management practices (e.g., active management of herb vegetation, promoting healthy tree canopy) will it be possible to assure the permanence of this valuable and important part of the natural and cultural heritage.A reduzida taxa de regeneração das espécies Quercus suber L. (sobreiro) e Quercus rotundifolia Lam. (azinheira) são consequência de más ou inadequadas práticas de gestão e das alterações climáticas em curso, ameaçando a sustentabilidade ecológica e económica do Montado. O efeito facilitador da copa de árvores e arbustos é crucial para a sobrevivência das jovens árvores, no entanto o efeito da vegetação herbácea na sobrevivência é pouco compreendido. Com o objetivo de avaliar o efeito da copa e da vegetação herbácea na dinâmica de recrutamento do sobreiro e da azinheira, foram estabelecidas, em 2003, 18 parcelas combinando diferentes condições de copa (presente, aberto) e vegetação herbácea (presente, removida). Foram periodicamente medidos a altura e o diâmetro das árvores, e calculada a taxa de crescimento para diferentes períodos. A análise de sobrevivência foi realizada usando a regressão de Cox considerando os períodos de tempo 2004-2006 e 2004-2015, entrando em linha de conta com o SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration index). Este estudo mostra que a presença de copa de árvores e valores elevados de SPEI (i.e. anos húmidos) têm um efeito positivo na sobrevivência do sobreiro e da azinheira em fases iniciais de desenvolvimento, especialmente para o sobreiro. A copa das árvores também afetou positivamente a sobrevivência considerando o período 2004-2015, e a interação da copa com a vegetação herbácea não afetou significativamente a sobrevivência das árvores em quaisquer condições testadas. Os resultados apresentados mostram que condições sem copa e valores elevados de SPEI tiveram um efeito benéfico no crescimento (altura). A vegetação teve um efeito negativo na taxa de crescimento das árvores, particularmente nas fases iniciais de desenvolvimento, assim como valores baixos de SPEI (mais claramente para o sobreiro). Os resultados sugerem que as taxas de crescimento mais elevadas para o sobreiro predominam nas fases iniciais, enquanto a azinheira cresce a taxas mais elevadas em fases posteriores. A perpetuação deste património natural e cultural apenas será possível através da implementação de medidas de redução da taxa de mortalidade de árvores adultas e de aumento da regeneração, como, por exemplo, a gestão ativa de vegetação herbácea e promoção da sanidade de árvores adultasN/

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