Factores ecológicos que inhiben la regeneración natural de los encinos en áreas degradadas de San Luis Potosí

Abstract

"Los encinos son árboles o arbustos del género Quercus de la familia Fagaceae, que influye en la dinámica y productividad de los ecosistemas. En México, se encuentran ampliamente distribuidos en las regiones semiáridas, templadas, tropicales y subtropicales. Sin embargo, la regeneración natural de los bosques está disminuyendo en paisajes modificados por el hombre, y superar las barreras ecológicas para el establecimiento de plántulas es fundamental para su restauración. Este estudio se enfoca en dos barreras comunes para la regeneración forestal: exposición excesiva al sol y suelos de baja calidad. Se utilizaron dos especies de encino (Quercus eduardii y Q. viminea) para establecer un diseño experimental en bloques al azar con 20 parcelas experimentales en un claro con degradación física del suelo (compactación por ganado) y con apariencia de erosión hídrica, en una matriz de bosque de encino en San Luis Potosí, México. Probamos el desarrollo de las plántulas con los siguientes tratamientos experimentales: (i) control (exposición solar al 100% y suelo nativo degradado); (ii) suelo transferido de un remanente cercano y bosque conservado, (iii) sombra artificial, y (iv) la combinación de ambas intervenciones de restauración. La exposición al sol se redujo colocando una malla de sombra alrededor y encima de un cilindro circular (unidad experimental de 0,64 m2). El suelo transferido (capa de 30 cm colocada en la unidad experimental) se obtuvo de un bosque remanente cercano. Sembramos 400 bellotas de las dos especies de encino (Quercus eduardii y Q. viminea) y monitoreamos las variables de crecimiento y estrés de las plántulas emergentes durante 63 meses. Nuestros resultados confirman diferentes tasas de supervivencia y crecimiento entre especies, etapas ontogenéticas y micro condiciones ambientales. La supervivencia fue mayor bajo sombra artificial y el crecimiento más rápido se registró en la transferencia de suelo forestal. El efecto de la sombra artificial sobre el rendimiento de las plántulas fue positivo en suelos degradados pero negativo o neutral en suelos forestales transferidos. La combinación de intervenciones de restauración no reflejó beneficios adicionales en contraste con las intervenciones de restauración aplicadas por separado. Ambas especies registraron diferentes mecanismos para hacer frente al estrés hídrico, lo que resultó en diferentes tasas fotosintéticas bajo plena exposición solar. Los profesionales de la restauración deben priorizar la supervivencia de las plántulas en condiciones adversas y el crecimiento en sitios con degradación inicial, o aplicar intervenciones secuencialmente para restaurar los bosques de encinos en paisajes modificados por actividades humanas. En paisajes donde la cobertura del suelo y el dosel están ausentes, sugerimos plantar bellotas bajo sombra artificial; en tanto que, en sitios con suelos con degradación muy avanzada, se sugiere utilizar la transferencia de suelo."

"Oaks are trees of the Quercus genusfrom the Fagaceae family, that influences the ecosystem dynamics and productivity. In Mexico, they are widely distributed in tropical and subtropical regions. Howeverthe natural regeneration of forests is declining in human-modified landscapes, and overcoming ecological barriers to the seedling establishment is paramount to its restoration. This study focuses on two common forest regeneration barriers: excessive sun exposure and low-quality soils. A randomized factorial experimental design with 20 experimental plots was set up in a degraded clearing with eroded and compacted soils within a disturbed oak forest in San Luis Potosí, Mexico. We tested seedling performance in the following experimental treatments: (i) full solar exposition and native degraded soil (control); (ii) transferred forest topsoil from a nearby remnant and conserved forest, (iii) artificial shade, and (iv) the combination of both restoration interventions. Sun exposure was reduced by placing shade mesh around and on top of a circular cylinder (experimental unit of 0.64 m2) made of 13 mm thick mess wire. We sowed 400 acorns from two oak species (Quercus eduardii and Q. viminea) and monitored the growth and stress variables of the emerging seedlings for 63 months. Our results confirm different survival and growth rates between species, ontogenetic stages, and environmental micro-conditions. Survival was generally higher under artificial shade, and the fastest growth was recorded in forest soil transfer. The effect of artificial shade on seedling performance was positive in weathered soil but negative or neutral in transferred forest soil. Restoration interventions did not have additive benefits; seedling performance was improved by both restoration interventions applied separately, though it was not further enhanced when both actions were combined. Both species had different mechanisms to cope with water stress, which resulted in different photosynthetic rates under full sun. Restoration intervention can be beneficial in one stage of life for a species but not necessarily in other stages, and we cannot generalize the behavior between species. Trade-offs resulted in different life stages that were enhanced by different restoration strategies; survival was improved by applying artificial shade, while growth was increased in transferred forest topsoil. Restoration practitioners should prioritize seedling survival in harsh conditions and growth in less severe degraded sites or apply interventions sequentially to restore oak forests in human-modified landscapes. In landscapes where soil cover and canopy are absent, we suggest planting acorns below artificial shade conditions, whereas we recommend topsoil transference in sites with severe soil degradation."