What deters plant colonization in a tropical pine plantation? / ¿Cuáles son los factores que limitan la colonización vegetal en una plantación de pino tropical?

ABSTRACT

AbstractPine plantations in the tropics are often employed to recondition eroded slopes from mudslides, as the Pinus caribaea plantation that shields the Universidad Simón Bolívar campus in Caracas (Venezuela). However, mismanagement of this plantation has led to its rapid degradation. The best option to maintain the protective service is to restore the plantation and direct its successional trajectory towards the neighbouring montane forest. Through experimental manipulation, we aimed to determine which factors block secondary succession and to investigate their effects. Within the experimental constraints imposed by the plantation small area, we analysed the effects of light and fertility limitation, litter accumulation and access to seed on plantation restoration. Light availability was manipulated by clearing and thinning three 800 m2 main plots. Fertilization and litter removal was applied to sub-plots within the light plots. Soils were analysed, microclimate was monitored and, for four years, stem density, species richness and basal area were tallied. Our results showed that light accessibility was the main factor deterring the successional trajectory of the plots, with varying grades of interaction with the sub-treatments. By the end of the fourth year, the cleared plot showed the largest responses in all traits (triplicating stem density and basal area and >20 times higher species richness). The main colonizers were Croton megalodendron, Ocoteafendleri, and Clusia spp. all dominant trees in the nearby native forest. We concluded that the results of this pioneer study, showed that small clearings, repeated in 3-4 year cycles are appropriate for similar restoration schemes. This procedure would create a mosaic of vegetation patches at different successional stages while protecting the slopes from erosion and increasing local biodiversity. Rev. Biol. Trop. 64 (2) 461-471. Epub 2016 June 01.

RESUMEN

ResumenEn los trópicos, las plantaciones de pino se emplean comúnmente para proteger laderas erosionadas. Este es el caso de la plantación de Pinus caribaea que resguarda el campus de la Universidad Simón Bolívar en Caracas (Venezuela) de los deslaves de lodo. Sin embargo, el inadecuado manejo de la plantación está conduciendo a su rápido deterioro. La opción más adecuada para mantener el papel protector de la plantación es la restauración dirigida hacia una sucesión similar a la del bosque montano vecino. Mediante manipulaciones experimentales nos proponemos determinar cuáles son los factores que bloquean la sucesión secundaria e investigar sus efectos específicos. Dentro de las limitaciones impuestas por el reducido tamaño de la plantación y su rol protector, aquí analizamos los efectos de la reducida radiación solar y fertilidad del suelo, la acumulación de acículas de pino y el acceso a la fuente de semillas para la restauración. La disponibilidad de radiación solar se varió cortando y entresacando los pinos de parcelas de 800 m2. Los tratamientos de fertilidad y la remoción de acículas (por fuego y manualmente) se realizaron en subparcelas replicadas dentro de las parcelas principales. Los suelos se analizaron fisicoquímicamente, se monitoreo el microclima y, durante 4 años, se censó la densidad, el área basal y la riqueza de especies de los elementos leñosos en las parcelas. Los resultados muestran que el acceso a la radiación solar fue el factor principal que influyó sobre la colonización y crecimiento de nuevos individuos en las parcelas con diversos grados de interacción con los sub-tratamientos. Al finalizar el cuarto año, la parcela totalmente deforestada mostró las respuestas más elevadas (tres veces superior en cuanto a densidad y área basal y hasta veinte veces mayor en cuanto a riqueza de especies) comparada con las parcelas control y parcialmente deforestada. Las principales especies leñosas colonizadoras fueron Croton megalodendron, Ocotea fendleri y Clusia spp., todas ellas dominantes en el bosque montano vecino. Concluimos que este estudio pionero muestra que el aclareo total de parcelas pequeñas, repetido en ciclos de 3-4 años es apropiado para proyectos de restauración similares. Así se obtendría un mosaico de vegetación en diferentes estadios sucesionales que mantienen el papel protector de la cubierta vegetal e incrementando la biodiversidad local.