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Scientific article

Does the severity of a forest fire modify the composition, diversity and structure of temperate forests in Jalisco?

¿La severidad de un incendio forestal modifica la composición, diversidad y estructura de los bosques templados de Jalisco?



Palabras clave:
fuego; Pinus devoniana; Quercus; índices de diversidad; estructura de vegetación


10.5154/r.rchscfa.2020.12.076

Received: 2020-12-16
Accepted: 2021-09-29
Available online:
2021-11-09
Pages:
000-000

Introduction: Forest fires are natural disturbances that influence structure, dynamics, performance, composition and diversity of species.

Objective: To compare composition, structure and diversity of temperate forest vegetation affected by different levels of severity of a forest fire in Jalisco.

Materials and methods: Composition, horizontal structure, importance value index (IVI), diameter class, diversity indexes of Shannon, Simpson, Margalef richness and Bray-Curtis similarity were evaluated in three regions (Bosque La Primavera and Sierra de Tapalpa and Sierra de Quila) of temperate forest with three levels of severity (no fire, moderate and extreme).

Results: Twelve species from six families were recorded. Pinaceae and Fagaceae were the most dominant. Dominance ranged from 0.2 to 50 m2 ∙ha-1 in moderate and extreme severity sites. Pinus devoniana recorded the highest IVI (71 %) in Sierra de Tapalpa. The highest number of trees was recorded in diameter class ≤30 cm. Diversity and richness indices showed significant differences (P < 0.05) for Sierra de Tapalpa and Sierra de Quila and among fire levels; the highest indices were recorded in sites of moderate severity. Tree composition similarity between regions was low (<33 %).

Conclusions: Moderate severity of forest fire favored composition, structure and diversity of vegetation in temperate forests of Jalisco, indicating that the level of severity influences resilience of forest ecosystem communities.

Introducción: Los incendios forestales son perturbaciones naturales que influyen en la estructura, dinámica, funcionamiento, composición y diversidad de especies.

Objetivo: Comparar la composición, estructura y diversidad de la vegetación de bosques templados afectados por diferentes niveles de severidad de un incendio forestal en Jalisco.

Materiales y métodos: La composición, estructura horizontal, índice de valor de importancia (IVI), clases diamétricas, índices de diversidad de Shannon, Simpson, riqueza Margalef y similitud de Bray-Curtis se evaluaron en tres regiones (bosque La Primavera y sierras de Tapalpa y Quila) de bosque templado con tres niveles de severidad (sin incendio, moderada y extrema).

Resultados: Se registraron 12 especies de seis familias, siendo Pinaceae y Fagaceae las de mayor representatividad. La dominancia osciló entre 0.2 a 50 m2 ∙ha-1 en sitios de severidad moderada y extrema. Pinus devoniana registró el mayor IVI (71 %) en sierra de Tapalpa. La mayor cantidad de individuos se registró en las clases diamétricas ≤30 cm. Los índices de diversidad y riqueza mostraron diferencias significativas (P < 0.05) en las sierras de Tapalpa y Quila y entre los niveles del incendio; los índices más altos se registraron en sitios de severidad moderada. La similitud de la composición arbórea entre regiones fue baja (<33 %).

Conclusiones: La severidad moderada del incendio forestal favoreció la composición, estructura y diversidad de la vegetación de los bosques templados de Jalisco, lo que sugiere que el nivel de severidad influye en la capacidad de resiliencia de las comunidades de los ecosistemas forestales.

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Fertilization of two genetic groups of Pinus patula Schiede ex Schltdl. & Cham. in a four-year progeny trial

Fertilización de dos grupos genéticos de Pinus patula Schiede ex Schltdl. & Cham. en un ensayo de progenies de cuatro años



Palabras clave:
fertilizante de liberación controlada; genotipos; nutrición forestal; tasa de crecimiento; análisis foliar


10.5154/r.rchscfa.2020.08.049

Received: 2020-08-14
Accepted: 2021-09-30
Available online:
2021-11-01
Pages:
000-000

Introduction: Genetic improvement and nutritional management are used to increase productive capacity.

Objective: To analyze the effect of traditional and controlled-release fertilizers, as well as the way to define the doses (technically or empirically), on growth of 20 tree families of Pinus patula Schiede ex Schltdl. & Cham.

Materials and methods: Four fertilization treatments were applied: 1) control; 2) “technical”, based on foliar analysis; 3) controlled release (18-6-12 + 2CaO + 3.5 Mg + 2.1 Si + microelements); and 4) mixture of agricultural fertilizers in nutrient concentrations similar to the controlled-release treatment. Height, diameter, biomass index, number of whorls, leaf mass, and growth initiation and cessation were evaluated in a group of 10 superior and 10 inferior three-year old families in Chignahuapan, Puebla. Data were analyzed with the MIXED procedure of SAS.

Results and discussion: Trees showed no significant differences in growth, biomass production and growth initiation by fertilization effect, but showed significant differences by genetic quality (P ≤ 0.05). The genotype*fertilization interaction was significant; after one year of controlled-release fertilizer application, inferior genotypes had the highest values of relative rates of biomass production, diameter at root collar and height.

Conclusions: Controlled-release fertilizers at appropriate doses and environmental conditions are a viable option to promote growth of young P. patula trees in the field.

Introducción: El mejoramiento genético y el manejo nutrimental son utilizados para aumentar la capacidad productiva.

Objetivo: Analizar el efecto de fertilizantes tradicionales y de liberación controlada, así como la forma de definir las dosis (técnica o empíricamente), sobre el crecimiento de 20 familias de árboles de Pinus patula Schiede ex Schltdl. & Cham.

Materiales y métodos: Se aplicaron cuatro tratamientos de fertilización: 1) control; 2) “técnico”, basado en análisis foliares; 3) liberación controlada (18-6-12 + 2CaO + 3.5 Mg + 2.1 Si + microelementos) y 4) mezcla de fertilizantes agrícolas en concentraciones nutrimentales semejantes al tratamiento de liberación controlada. La altura, diámetro, índice de biomasa, número de verticilos, masa foliar e inicio y cese de crecimiento se evaluaron en un grupo de 10 familias superiores y otro de 10 familias inferiores de tres años en Chignahuapan, Puebla. Los datos se analizaron con el procedimiento MIXED de SAS.

Resultados y discusión: Los árboles no presentaron diferencias significativas en el crecimiento, producción de biomasa e inicio de crecimiento por efecto de la fertilización, pero sí por la calidad genética (P ≤ 0.05). La interacción genotipo*fertilización fue significativa; después de un año de la aplicación de fertilizantes de liberación controlada, los genotipos inferiores presentaron los valores más altos de las tasas relativas de producción de biomasa, diámetro al cuello de la raíz y altura.

Conclusiones: Los fertilizantes de liberación controlada en dosis y condiciones ambientales adecuadas son una opción viable para promover el crecimiento de árboles jóvenes de P. patula en campo.

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Risk of infestations by Dendroctonus mexicanus Hopkins and Dendroctonus frontalis Zimmermann bark beetles in forests of Michoacán

Riesgo de infestaciones por los descortezadores Dendroctonus mexicanus Hopkins y Dendroctonus frontalis Zimmermann en bosques de Michoacán



Palabras clave:
Cambio climático; modelación espacial; bosques templados; insectos de coníferas; plaga forestal


10.5154/r.rchscfa.2020.11.069

Received: 2020-11-17
Accepted: 2021-10-04
Available online:
2021-11-02
Pages:
000-000

Introduction: Severe Dendroctonus spp. infestations are reported in North and Central America. Dendroctonus mexicanus Hopkins and Dendroctonus frontalis Zimmermann are recognized as forest pests and are common in the state of Michoacán, Mexico.

Objective: To model current and future (2015-2039) spatial distribution of risk of D. mexicanus and D. frontalis infestation in forests of Michoacán, Mexico.

Materials and methods: Multicriteria evaluation techniques, including the analytic hierarchy process and fuzzy membership functions, were combined with climate and biophysical variables to obtain forest infestation risk maps for D. mexicanus and D. frontalis under current and future climate scenarios.

Results and discussion: Climate, fire, tree density and topography were identified as relevant criteria influencing bark beetle outbreaks. The maximum risk value estimated for D. mexicanus was 0.78 and 0.83 for the current and future scenarios, respectively; for D. frontalis these values correspond to 0.84 and 0.85, respectively. In terms of area, high risk of infestation by D. mexicanus increased from 3.9 % (current scenario) to 5.0 % (future scenario); for D. frontalis it decreased from 10.8 % to 9.6 %. The very high-risk value remained constant (0.35 %) for both species and scenarios

Conclusions: Forests of the Transversal Volcanic Belt (in the northeastern part of Michoacán) have the highest risk of bark beetle infestation in the two modeled scenarios.

Introducción: En Norteamérica y Centroamérica se reportan infestaciones fuertes por Dendroctonus spp. En México, Dendroctonus mexicanus Hopkins y Dendroctonus frontalis Zimmermann son reconocidos como plagas forestales y son comunes en el estado de Michoacán.

Objetivo: Modelar la distribución espacial actual y futura (2015-2039) del riesgo de brotes de D. mexicanus y D. frontalis en los bosques del estado de Michoacán, México.

Materiales y métodos: Se conjuntaron técnicas de evaluación multicriterio, incluyendo el proceso de análisis jerárquico y funciones de membresía borrosa, con variables climáticas y biofísicas para obtener mapas del riesgo de infestación de bosques por D. mexicanus y D. frontalis bajo los escenarios climáticos actual y futuro.

Resultados y discusión: El clima, incendio, densidad arbórea y topografía se identificaron como criterios relevantes que inciden en los brotes de descortezadores. El valor máximo de riesgo estimado para D. mexicanus fue 0.78 y 0.83 para el escenario actual y futuro, respectivamente; para D. frontalis estos valores corresponden a 0.84 y 0.85, respectivamente. En términos de superficie, el riesgo alto de infestación por D. mexicanus incrementó de 3.9 % (escenario actual) a 5.0 % (futuro); para D. frontalis disminuyó de 10.8 % a 9.6 %. El valor de riesgo muy alto permaneció constante (0.35 %) para ambas especies y escenarios.

Conclusiones: En los dos escenarios modelados, los bosques de la Faja Volcánica Transversal (en la parte noreste de Michoacán) presentan el mayor riesgo de infestación por descortezadores.

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Stoichiometry of needle litterfall of Pinus hartwegii Lindl. in two alpine forests of central Mexico

Estequiometría de la caída de acículas de Pinus hartwegii Lindl. en dos bosques alpinos del centro de México



Palabras clave:
masa foliar; piso forestal; flujo de nutrientes; pino; cambio climático


10.5154/r.rchscfa.2020.12.077

Received: 2020-12-16
Accepted: 2021-10-11
Available online:
2021-11-03
Pages:
000-000

Introduction: It is essential to have baselines on nutrient dynamics in forests, due to disturbances that climate change may cause.

Objective: To quantify the annual production of needles of Pinus hartwegii Lindl. and the proportion of nutrients in the alpine forests of Jocotitlán (JO) and Tláloc (TL) mountains, Estado de México.

Materials and methods: A total of 12 circular needle litter traps (30 cm diameter) were placed at ground level, in each forest, distributed in four topographically contrasting sites. For one year, 228 leaf mass measurements and 1 140 chemical determinations were made to determine needle stoichiometry. Measurements were subjected to a longitudinal analysis of variance, by testing trends over time (P < 0.05).

Results and discussion: Needle production in JO were 67 % higher (11.2 Mg∙ha -1 ∙year - 1 ) than in TL (6.7 Mg∙ha -1 ∙year -1 ); needle litterfall was higher during summer (June and July, months with higher precipitation). For JO, nutrient flux was 98.0, 5.2, 8.7, 24.6, and 5.6 kg∙ha -1 ∙year -1 for N, P, K, Ca, and Mg, respectively; for TL it was 55.3, 3.4, 7.8, 14.4, and 4.7 kg∙ha -1 ∙year -1 in the same order of nutrients. Nutrient concentrations were lower from March to May. Except for K, nutrient concentrations and needle production showed quadratic and cubic seasonal trends. Mg dynamics and N:Mg and N:K ratios in TL were more positive for tree growth.

Conclusions: Jocotitlán and Tláloc forests produce significant needle mass (compared to other ecosystems) with high dynamic in nutrient transfers.

Introducción: Es imprescindible tener líneas base sobre la dinámica de nutrientes en los bosques, debido a las alteraciones que el cambio climático pueda causar.

Objetivo: Cuantificar la producción anual de acículas de Pinus hartwegii Lindl. y proporción de nutrientes en los bosques alpinos cerro Jocotitlán (JO) y cerro Tláloc (TL), Estado de México.

Materiales y métodos: En cada bosque se colocaron 12 trampas circulares (30 cm de diámetro) para acícula, a nivel del suelo, distribuidas en cuatro sitios topográficamente contrastantes. Durante un año, se realizaron 228 mediciones de masa foliar y 1 140 determinaciones químicas para conocer la estequiometría de acículas. Las mediciones se sometieron a un análisis de varianza longitudinal, probando las tendencias en el tiempo (P < 0.05).

Resultados y discusión: La producción de acículas en JO fue 67 % superior (11.2 Mg∙ha -1 ∙año -1 ) que en TL (6.7 Mg∙ha -1 ∙año -1 ); la caída fue mayor durante el verano (junio y julio, meses con mayor precipitación). En JO, el flujo de nutrientes fue 98.0, 5.2, 8.7, 24.6 y 5.6 kg∙ha -1 ∙año -1 para N, P, K, Ca y Mg, respectivamente; para TL fue 55.3, 3.4, 7.8, 14.4 y 4.7 kg∙ha -1 ∙año -1 en el mismo orden de nutrientes. Las concentraciones de nutrientes fueron más bajas de marzo a mayo. Excepto por K, las concentraciones de nutrientes y producción de acículas mostraron tendencias estacionales cuadráticas y cúbicas. La dinámica del Mg y proporciones N:Mg y N:K en TL fueron más favorables para el crecimiento arbóreo.

Conclusiones: Los bosques Jocotitlán y Tláloc son muy productivos en acícula (comparados con otros ecosistemas) y dinámicos en la transferencia de nutrientes.

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Genetic parameters of a progeny trial of Pinus greggii Engelmann ex Parlatore var. australis Donahue & López in the Mixteca Alta of Oaxaca, Mexico.

Parámetros genéticos de un ensayo de progenies de Pinus greggii Engelmann ex Parlatore var. australis Donahue & López en la Mixteca Alta de Oaxaca, México



Palabras clave:
control genético; heredabilidad; rectitud del fuste; correlación genética; árboles superiores


10.5154/r.rchscfa.2020.10.067

Received: 2020-10-30
Accepted: 2021-10-22
Available online:
2021-11-12
Pages:
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Introduction: The Mixteca Alta of Oaxaca has high environmental degradation. Several species have been planted to recover vegetation cover; Pinus greggii Engelmann ex Parlatore var. australis Donahue & López has grown successfully even without selected material.

Objective: To determine growth performance and genetic parameters of 90 families at early ages, for use in the selection of superior trees.

Materials and methods: In San Miguel Achiutla, Oaxaca, genetic variation in growth, conformation and straightness of 90 selected open-pollinated families of P. greggii var. australis was evaluated in a progeny trial five years after planting in two different quality sites. Additive genetic variation, heritability (h 2 ) and genetic and phenotypic correlations were calculated.

Results and discussion: h 2 were superior in the more fertile site. Height, whorls, straightness and volume had greater genetic control (0.09 < h 2 i < 0.18). h 2 i of stem straightness was higher when evaluated as a whole than when divided into three sections. Genetic correlations were high and positive among growth variables (r g > 0.81; diameter vs. volume = 0.99) and low to moderate for the rest. Volume had a higher genetic correlation with other traits and higher genetic variation and heritability, so it could be used as a selection criterion for breeding cycle. Some genetic correlations differed contrastingly between sites in equal pairs of variables.

Conclusion: Differences between families and heritability will allow the identification of superior individuals for germplasm sources for regional use.

Introducción: La Mixteca Alta Oaxaqueña posee alta degradación ambiental. Para recuperar la cobertura vegetal se han plantado varias especies; Pinus greggii Engelmann ex Parlatore var. australis Donahue & López ha crecido con éxito aun sin material seleccionado.

Objetivo: Determinar el desempeño del crecimiento y los parámetros genéticos de 90 familias a edades tempranas, para su uso en la selección de árboles superiores.

Materiales y métodos: En San Miguel Achiutla, Oaxaca, se evaluó la variación genética del crecimiento, conformación y rectitud de 90 familias seleccionadas de polinización libre de P. greggii var. australis, en un ensayo de progenies a los cinco años de plantación en dos sitios de calidad diferentes. La variación genética aditiva, la heredabilidad (h 2 ) y las correlaciones genética y fenotípica se calcularon.

Resultados y discusión: En general, las h 2 fueron superiores en el sitio más fértil. La altura, verticilos, rectitud y volumen presentaron mayor control genético (0.09 < h 2 i < 0.18). La h 2 i de la rectitud del fuste fue mayor cuando se evaluó completo que dividido en tres secciones. Las correlaciones genéticas fueron altas y positivas entre las variables de crecimiento (r g > 0.81; diámetro vs. volumen = 0.99) y bajas a moderadas en el resto. El volumen tuvo mayor correlación genética con otras características y mayor variación genética y heredabilidad, por lo que pudiera usarse como criterio de selección en el ciclo de mejora. Algunas correlaciones genéticas difirieron contrastantemente entre sitios en iguales pares de variables.

Conclusión: Las diferencias entre familias y la heredabilidad permitirán la identificación de individuos superiores para fuentes de germoplasma de uso regional.

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