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Influence of Livestock Grazing and Climate on Pinyon Pine (Pinus edulis) Dynamics

2009; Elsevier BV; Volume: 62; Issue: 6 Linguagem: Espanhol

10.2111/.1/rem-d-09-00029.1

1551-5028

Nichole N. Barger, Henry D. Adams, Connie A. Woodhouse, Jason C. Neff, Gregory P. Asner,

Plant Water Relations and Carbon Dynamics

Over the last century there has been marked expansion and infilling of pinyon (Pinus spp.)–juniper (Juniperus spp.) woodlands into grassland and shrubland ecosystems across the western United States. Although range expansions in pinyon-juniper populations have been documented with changing climate throughout the Holocene, over the last century, local scale impacts such as livestock grazing, changes in fire regimes, and increasing atmospheric CO2 concentrations are thought to be more recent drivers of pinyon-juniper woodland distribution. Our objective was to examine the role of historical livestock grazing relative to past climate in regulating pinyon (Pinus edulis Engelm.) recruitment and growth over the last century in a persistent pinyon-juniper woodland. We compared pinyon dynamics on a remote mesa site, minimally grazed by domestic livestock, to a nearby historically grazed site in southeastern Utah. The presence of a significant number of old trees (> 200 yr) at both sites suggests that these populations were well established prior to the 20th century. No differences in pinyon density or basal area were observed between grazed and ungrazed sites. Stand age structure data showed that pinyon recruitment across these sites was highly synchronous, with a large recruitment event occurring during the early 1900s; 17% of the pinyons on both sites dated to the 1920s. Climatic conditions during this decade were consistently cool and wet—conditions known to support enhanced recruitment and growth in pinyon pines. Pinyon growth was also strongly synchronous across sites (r = 0.96). Pinyon growth was significantly correlated with winter/spring precipitation and negatively correlated with June temperature. Taken together, our results suggest that past climate may be more important in structuring pinyon populations than historical land use in these persistent pinyon-juniper woodlands. Given future climate projections of increasing temperature and more extended drought periods, regeneration of pinyon populations following the recent regional-scale dieback may be slow. Moreover, prolonged drought combined with potentially slow regeneration times for pinyon under future climate scenarios could result in substantial declines in pinyon populations across the region, a result that land managers should consider when planning for future restoration treatments in persistent pinyon-juniper woodlands. Durante el último siglo se ha presentado una marcada expansión y establecimiento de bosques de piñón (Pinus spp.)–junípero (Juniperus spp.) dentro de ecosistemas de pastizales y matorrales a través del oeste de Estados Unidos. Aunque el rango de expansión en las poblaciones de piñón-junípero se ha documentado con cambios en el clima a través de los últimos años; durante el último siglo, los impactos a escala local como pastoreo de ganado, cambios en regímenes de fuego y el incremento de las concentraciones de CO2 en la atmósfera, se cree que son los más recientes responsables de la distribución de los bosques de piñón-junípero. Nuestro objetivo fue examinar la función histórica del pastoreo de ganado en relación con las condiciones climáticas presentadas en el pasado, sobre la regulación de piñón (Pinus edulis Engelm.) analizando su crecimiento durante el último siglo en un bosque persistente de piñón-junípero. Comparamos la dinámica del piñón en un sitio de una remota meseta, mínimamente pastoreada por ganado doméstico, con sitios cercanos pastoreados históricamente en el sureste de Utah. La presencia de un número significativo de arboles mayores de (> 200 años) en ambos lugares sugiere que estas poblaciones fueron bien establecidas con anterioridad al siglo XX. No se encontró diferencias en la densidad de pinos o en el tamaño de su área basal analizada entre sitios pastoreados y no pastoreados. Los datos de la estructura de la edad de la población mostraron que los árboles evaluados en estos sitios fueron altamente sincronizados, con una gran cantidad de eventos que ocurrieron a principios de 1900; 17% de los piñones en ambos sitios datan de la década de 1920. Condiciones climáticas durante esta década fueron consistententemente frías y húmedas—estas condiciones sirvieron para apoyar el mayor número de incorporación y desarrollo de los pinos piñoneros. El desarrollo de los piñoneros estuvo también fuertemente sincronizado entre los diferentes sitios (r = 0.96). El crecimiento de los piñoneros se relacionó significativamente con la precipitación de invierno/primavera y negativamente correlacionado con la temperatura del mes de junio. Agrupando, nuestros resultados sugieren que las condiciones climáticas presentadas en el pasado podrían ser más importantes en la estructura de las poblaciones de los pinos piñoneros que el uso histórico de la tierra realizado en los bosques de juníperos. Dadas la futuras proyecciones climáticas sobre el incremento en la temperatura así como mayores y más prolongados periodos de sequia, la regeneración de las poblaciones de piñones siguiendo la reciente escala-regional la muerte regresiva puede ser lenta. Además, de las sequias prolongadas y la combinación con periodos de regeneración potencialmente lentos para los piñones, bajo un escenario cambios climáticos a futuro esto podrían resultar en una principal disminución en las poblaciones de piñonero en la región, como resultado los manejadores de estas áreas deberían considererarlo a la hora de planear futuros tratamientos de restauración en bosques persistentes de piñón-junípero.