What happens to the soil seed bank 17 years after clear cutting of vegetations? / ¿Qué ocurre con el banco de semillas del suelo 17 años después del corte de la vegetación?

ABSTRACT

Seed banks play an important role in the resilience of potential anthropogenic areas and are influenced by seasonal variation. The spatial and temporal heterogeneity of the forests influences the richness and density of the soil seed bank, but there is a hypothesis that such influence can be changed in anthropogenic areas, where we expect to find lower richness and seed density in relation to the seed bank of mature forests. The richness and seasonal density of seeds in the soil depth of a young caatinga forest, 17 years after an agricultural activity was abandoned, were evaluated and compared with those of a mature forest. The study was conducted at the Instituto Agronômico de Pernambuco - IPA (Estação Experimental José Nilson de Melo), located in Caruaru, Pernambuco, Brazil, in an area of tropical dry forest, known locally as “caatinga”. The local climate is seasonal, the dry season occurring from September to February and the rainy season concentrated in the remaining months. The average annual rainfall over time (time series of 30 years) is 692mm. In each climatic season (rainy and dry), the seed bank was sampled in 210 20x20cm plots (105 in the leaf litter and 105 at 5cm soil depth). The richness and seed density of the soil samples were evaluated by the method of seedling emergence. The seed bank had 47 species, with a predominance of herbaceous plants. Seasonal variation in richness and seed density in the soil (leaf litter + soil) was not significant, but 42 species of the mature forest were absent from the seed bank of the young forest, despite 17 years of natural regeneration and its proximity to the mature forest. On its own, the soil has greater richness and density of seeds than the leaf litter. The depth of seed deposition in the soil bank of the young forest significantly explained 36% of the species richness and 16% of the seed density, with a significant interaction effect with the climatic season only on species richness, explaining 4% of the variation recorded. The seed density of the young forest (1 277seeds/m²) was greater than that the mature forest indicating that the time abandoned had not yet been sufficient for complete recovery of plant diversity and there is no longer any seed limitation of pioneer species for regeneration of the young forest. Rev. Biol. Trop. 63 (2) 321-332. Epub 2015 June 01.

RESUMEN

El banco de semillas juega un papel importante en el potencial de resiliencia de las áreas antropogénicas y sufre influencia de las variaciones estacionales. La heterogeneidad espacial y temporal de los bosques influye en la riqueza y la densidad del banco de semillas del suelo, pero hay una hipótesis de que tal influencia se puede cambiar en las zonas antropogénicas, donde esperaríamos encontrar menor riqueza y densidad de semillas en relación con el banco de semillas de los bosques maduros. La riqueza y la densidad estacional de semillas del espacio vertical del suelo de un bosque joven, con 17 años de abandono de cualquier actividad agrícola, fueron evaluadas y comparadas con las un bosque maduro. El estudio se realizó en el Instituto Agronômico de Pernambuco - IPA (Estação Experimental José Nilson de Melo), situado en Caruarú, Pernambuco, Brasil, en una zona de bosque seco tropical, conocida localmente como “caatinga”. El clima local es estacional, la estación seca ocurre de septiembre a febrero y la estación de lluvias en los meses restantes. La precipitación promedio anual (series de tiempo de 30 años) es 692mm. En cada estación climática (lluviosa y seca), el banco de semillas fue muestreado en 210 parcelas de 20x20cm (105 en la hojarasca a 5cm de profundidad del suelo). La riqueza y densidad de semillas de las muestras del suelo fueron evaluadas por el método de emergencia de plántulas. El banco de semillas presentó 47 especies, con una predominancia de las herbáceas. Las variaciones estacionales de riqueza y densidad de semillas del suelo (hojarasca+suelo) no fueron significativas, pero 42 especies del bosque maduro todavía estaban ausentes en el banco de semillas del bosque joven, apesar de los 17 años de regeneración natural y de su proximidad con el bosque maduro. Aisladamente, el suelo presentó mayor riqueza y densidad de semillas que la hojarasca. La profundidad de depósito de semillas en el banco del suelo del bosque joven explicó significativamente 36% de la riqueza de especies y 16% de la densidad de semillas, con efecto significativo de interacción con la estación climática apenas sobre la riqueza de las especies, explicando más de 4% de la variación registrada. La densidad de semillas del bosque joven (1 277semillas/m²) fue más elevada que la del bosque maduro indicando, que a pesar del poco tiempo de abandono del cultivo, fue suficiente para la recuperación completa de la densidad de semillas.