RESUMO
Resumen Introducción: La relación parásito-hospedero entre Dendroctonus y Pinus es reconocida como una amenaza importante para los bosques de coníferas, debido a que puede causar una alta mortalidad de árboles y consecuentemente una pérdida de cobertura forestal. Objetivo: Identificar potenciales interacciones parásito-huésped entre descortezadores y pinos, así como la contribución de las condiciones ambientales para el establecimiento de estas interacciones ecológicas. Métodos: Se realizaron modelos de nicho ecológico y análisis de redes ecológicas con la plataforma web de minería de datos espaciales SPECIES (http://species.conabio.gob.mx/). Se incluyeron siete especies de descortezadores, 52 de pinos y 19 variables bioclimáticas del portal WorldClim. Resultados: Se identificaron 140 interacciones potenciales, de las cuales el 42 % no han sido registradas previamente. El análisis de redes ecológicas nos permitió caracterizar las relaciones parásito-hospedero en generalistas y especialistas. En cuanto al análisis de nicho ecológico, se determinó la distribución potencial de los descortezadores combinando las distribuciones de Pinus y variables climáticas como predictores. Se observó que las variables climáticas contribuyen de forma negativa para la mayoría de las especies de Dendroctonus, es decir, estas variables son restrictivas en casi toda su distribución, por el contrario, las variables bióticas (Pinus) fueron positivas e informativas sobre la mayoría de las distribuciones. Conclusiones: Los patrones de coexistencia de descortezadores y pinos nos proporcionan información sobre las interacciones que se pueden establecer entre estas especies y que hasta hoy pueden ser desconocidas. Además, la integración de factores bióticos (hospederos) y abióticos (clima), permite obtener modelos de distribución geográfica que caracteriza las regiones con condiciones favorables para la presencia de las especies, así como las especies de hospederos con los que podrían estar interactuando en dichas regiones. Considerando el riesgo fitosanitario por descortezadores, nuestros resultados brindan escenarios geográficos y ecológicos de riesgo donde infestaciones por descortezadores podrían darse, así como la posible emergencia de nuevas interacciones parásito-hospedero desconocidas hasta hoy. Estos modelos son una herramienta que en el futuro pueden dirigir esfuerzos de trabajo de campo para validar y complementar nuestros resultados.
Abstract Introduction: The parasite-host relationship between bark beetles of the genus Dendroctonus and species of the genus Pinus has been recognized as important threat to coniferous forests because it can cause high tree mortality and therefore a loss of forests. Objectives: We aimed to identify the potential unknown parasite-host relationships among bark beetles and pine trees species, as well as the contribution of environmental conditions as driver of these ecological interactions. Methods: We carried out ecological niche models and ecological network analysis using the spatial datamining platform SPECIES (http://species.conabio.gob.mx/). Our study included seven species of bark beetles, 52 species of the genus Pinus, and 19 bioclimatic variables from Worldclim dataset. Results: We identified 140 potential interactions between Dendroctonus and Pinus species, of which 42 % have not been previously registered. Complex inference network analysis allowed us to characterize ecological parasite-host interactions in generalists and specialists. Regarding the ecological niche analysis, we determined potential bark beetle distributions by combining Pinus species ranges and climatic variables as predictors. We noted that climatic variables contributed negatively to Dendroctonus distribution for the most species, i.e. these abiotic variables are restrictive in almost the entire distribution of the beetles; conversely, biotic variables (i.e. Pinus species) were positive and informative on the most of species ranges. Conclusions: Coexistence patterns of bark beetles and Pinus provide us information on the interactions that are able to establish among these species and that until now can be unknown. In addition, integrating biotic (hosts) and abiotic (climate) factors, allows us to obtain geographic distribution models that characterize the regions with favorable conditions for the presence of bark beetles, as well as the host species with which they could be interacting in those regions. Considering the phytosanitary risk due to bark beetles, our results provide geographic and ecological scenarios where bark beetles infestations may occur, as well as the possible emergence of new parasite-host interactions. These models can be a tool to address future fieldwork efforts to validate and complement our results.
Assuntos
Animais , Besouros , Adaptação ao Hospedeiro , MéxicoRESUMO
Los descortezadores Dendroctonus frontalis (Coleoptera: Scolytidae) son un grupo de coleópteros estrechamente ligado a las masas forestales y son una de las plagas más dañinas en México, ocasionando que la cobertura forestal se reduzca considerablemente. Adicionalmente factores como el cambio climático, favorecen el aumento en las poblaciones de escarabajos descortezadores del género Dendroctonus. Por lo anterior es conveniente conocer la variación poblacional de descortezadores, particularmente de Dendroctonus frontalis, cuyas poblaciones dependen de la variabilidad climática que influye en su abundancia. Teniendo como hipótesis que la altitud y las variables ambientales afectan el comportamiento en la abundancia de D. frontalis, se planteó como objetivo estimar la variación espacio-temporal de poblaciones de D. frontalis en bosques de pino a diferentes altitudes. El estudio se realizó en la comunidad de Durango, Zimapán, Hidalgo, México. Se utilizó un diseño experimental de parcelas apareadas con dos tratamientos, de feromona y testigo. Se colocaron siete trampas con ambos tratamientos en un rango de 1 568 a 2 117 m.s.n.m. para determinar la abundancia altitudinal de D. frontalis. El muestreo se llevó a cabo de enero a diciembre 2015. Se obtuvo una relación positiva entre la abundancia de D. frontalis y el gradiente altitudinal y respecto a la abundancia de D. frontalis y la temperatura se observó una relación moderada, pero no significativa; de la misma forma para la precipitación media anual. La relación con la temperatura media máxima y el balance de precipitación de primavera/verano fueron estadísticamente significativos. Se presentó una tendencia positiva en la abundancia de D. frontalis de acuerdo al índice anual de aridez, por lo cual se espera que con el aumento de las temperaturas el estrés en la vegetación de los bosques sea mayor, favoreciendo el incremento de las poblaciones de escarabajos descortezadores.
The bark beetles Dendroctonus frontalis (Coleoptera: Scolytidae) are a group of coleoptera closely linked to forest masses, and one of the most harmful pests in Mexico, causing the forest cover to be considerably reduced. Additionally factors such as climate change, favor the increase in populations of bark beetles of the genus Dendroctonus. Taking as a hypothesis that altitude and environmental variables affect the behavior in the abundance of D. frontalis, the objective was to estimate the temporary-spatial variation of D. frontalis populations in pine forests at different altitudes. The study was conducted in the community of Durango, Zimapán, Hidalgo, Mexico. An experimental design of paired plots with two treatments was used, pheromone and control. Seven traps were placed with both treatments in a range of 1 568 to 2 117 m.a.s.l. to determine the altitudinal abundance of D. frontalis. The sampling was realized from January to December 2015. A positive relationship was observed between the abundance of D. frontalis and the altitudinal gradient. About the abundance of D. frontalis and the temperature, a moderate but not significant relationship was observed in the same way for the average annual precipitation. The relation with the maximum average temperature and the spring summer precipitation balance were statistically significant. There was a positive trend on the abundance of D. frontalis according to the annual aridity index, which is why it is expected that the increase of temperatures the stress in the vegetation of the forests will be greater, favoring the increase of bark beetles populations.
RESUMO
Abstract Montane forests are one of the most decimated of Neotropical biomes even though they provide a suite of valuable ecosystem services such as provision of water to lowland settlements and prevention of erosion and mudslides. In some instances, to restore these and other ecosystem services, degraded montane forests are replaced by exotic tree plantations, which cover sizeable areas in several countries. Despite their importance for assessment of ecological services and for intrinsic ecological value, comparative studies of paired native montane forest and conifer plantation are scarce along the Northern Andean Cordillera. Additionally, extrapolations are challenging because each pair of communities is highly site specific due to environmental setting, age and density of plantation, and reforestation species. Here, we assess and compare structure, biogeochemistry and ecosystem services provided by closely positioned native forest and pine plantation from a protected montane area in Venezuela. Soil nutrients and soil carbon content were 60 and 54 % respectively higher in the forest. As consequence of pine' growth form and leaf biochemistry, aboveground biomass and litter mass, as well as nutrient content and carbon stocks, were higher in the plantation. This results in the plantation storing 30 % more MgC ha-1 than the nearby forest. Canopy structure and litter properties influence the hydrology of both ecosystems through differences in rain throughfall. Most of the ecosystem services itemized are superior in the native forest, with exception that the younger plantation sequesters more carbon. An additional service provided by plantations might be that of ecological corridors that connect fragmented native forests. Our study, a specific case of nutrient and carbon cycling dynamics in paired montane forests and pine plantations, provides another set of data for the design of policy and management of considerable areas in the Neotropics with established conservation plantations.(AU)
Resumen Los bosques montanos son uno de los biomas más devastados del Neotrópico aunque proporcionan valiosos servicios ecológicos al suministrar agua a los asentamientos humanos y proteger contra la erosión y los deslaves. En algunas instancias, para mantener esos servicios ecológicos, los bosques destruidos son reemplazados por plantaciones forestales en áreas considerables de varios países. Aunque existen unos pocos estudios comparativos en a lo largo del norte de la Cordillera Andina, las extrapolaciones son difíciles debido a que estos son altamente específicos debido al entorno ambiental, edad de las plantaciones, y a la especie de conífera dominante. Nosotros analizamos y comparamos la diversidad y estructura de la vegetación, la biogeoquímica y los servicios ecológicos proporcionados por un bosque montano y una plantación de pino adyacente en un área protegida de Venezuela. Los suelos del bosque nativo contienen 60 % más de nitrógeno y 54 % más de carbono que los de la plantación. Como consecuencia de la forma de vida de los pinos y de su composición foliar, la biomasa aérea y el contenido de nutrientes en la hojarasca seca son mayores en la plantación dando como resultado que la plantación contiene 30 % MgC ha-1 más que el bosque. La estructura del dosel influencia la hidrología de ambos ecosistemas mediante diferencias en la penetración del agua de lluvia. La mayoría de los servicios son de menor valor ecológico en la plantación de pino. Sin embargo, esta ofrece servicios que no existirían en su ausencia. En regiones montañosas, las plantaciones de coníferas fueron establecidas para mejorar la provisión de agua y estabilizar los suelos. Sin embargo, nuestros resultados sugieren que las plantaciones pueden proporcionar corredores ecológicos que conecten bosques nativos fragmentados. Nuestro estudio, al proveer un ejemplo adicional de dinámica ecológica comparada, expone las diferencias en servicios ecológicos proporcionados por un bosque montano y una plantación de pino y proporciona información para establecer políticas de conservación y manejo de recursos naturales en extensas áreas neotropicales.(AU)
Assuntos
Política Pública , Produção Agrícola , Florestas , Ecossistema , Conservação dos Recursos Naturais , VenezuelaRESUMO
Los bosques de coníferas del altiplano occidental de Guatemala han sido perturbados por intervenciones humanasy fenómenos naturales, lo cual ha propiciado la ocurrencia del fenómeno de regeneración natural. En esteescenario se evaluó la densidad de la regeneración natural de tres especies coníferas (Pinus oocarpa Schiede, P.pseudostrobus Lindl. y P. tecunumanii Eguiluz & Perry), en 60 sitios distribuidos en espacios de borde y claro. Las variables evaluadas fueron: fuente de disturbio que originó su establecimiento, variación de la densidad respecto de la fuente de semilla y estimación de la distancia de alcance de dispersión de regeneración adecuada, utilizando unidades de muestreo de 25 m2 para regeneración natural y 500 m2 para los árboles fuente de semilla. Las fuentes de disturbio identificadas fueron: extracción forestal 55%, incendios forestales 24%, plagas 8%, agricultura, alud con 5% cada una y huracán 3%. La variación de la densidad de regeneración natural respecto de la fuente de semilla,corresponde a los modelos de J invertida para bordes, y de variable de subpoblaciones para claros. Las distancias de dispersión de regeneración natural establecida para P. oocarpa fue 65 m en borde y 160 m en claro; para P.pseudostrobus fue 75 m en borde y 175 m en claro; y para P. tecunumanii fue 70 m en borde y 170 m en claro.Las distancias de dispersión con densidades aceptables según Instituto Nacional de Bosques-Programa RegionalForestal para Centroamérica, para las tres especies varían de 65-175 m.
Coniferous forests of the western highlands of Guatemala have been disturbed by human intervention and natural phenomena, which has allowed the occurrence of the phenomenon of natural regeneration. In this scenario thedensity of natural regeneration of conifers three species evaluated (Pinus oocarpa Schiede, P. pseudostrobus Lindl.and P. tecunumanii Eguiluz & Perry) in 60 sites distributed in space and clear edge. The variables evaluated were thesource of disturbance that caused its establishment, density variation of the source of seed and distance estimationrange scattering adequate regeneration, using sampling units of 25 m2 for natural regeneration and 500 m2 seedsource trees. Disturbance sources identified were logging 55%, 24% forest fires, pests 8%, agriculture, avalanche5% each and hurricane 3%. The variation of the density of natural regeneration on the seed source, corresponds to the inverted J models for edges, and to clear variable subpopulations. Dispersal distances of natural regenerationwas established for P.oocarpa 65 m in edges, and 160 m in the clears; P. pseudostrobus 75 m in edges, and 175 min the clears; and P. tecunumanii was 70 m in edges, and 170 m in the clears. Dispersal distances with acceptabledensities according National Forestry Institute-Regional Forestry Programme for Central American, for the threespecies vary from 65-175 m.