Importance of irrigation and plant size in the establishment success of different native species in a degraded ecosystem of central Chile

Abstract

SUMMARYIrrigation has frequently been considered a necessary step in reforesting open areas of semiarid ecosystems. However, the success of irrigation has mainly been assessed using young and small plants, typically younger than two years old. Few studies have explored whether irrigation is also important with older and larger plants, and if the use of larger plants may enhance reforestation success. We tested the effect of irrigation and plant size on survival and height growth of six tree species from the Mediterranean region of Chile, for planting on a reclaimed fly ash landfill lacking woody vegetation. Between 2008 and 2010 we planted and monitored 160 plants of each species in a factorial design including 1-and 4-year-old trees (smaller and larger, respectively), with and without irrigation. Irrigation improved survival in more water-demanding species regardless of plant size, and primarily among smaller plants for species classified in the middle of a water requirement gradient. With more drought-resistant species, irrigation was not important for survival. The use of larger plants enhanced survival but not growth, and mainly in more water-demanding species. In general, height growth for some species was higher with irrigation and mainly among smaller plants.Key words: plant age, growth rate, restoration, sclerophyllous forest, survival. RESUMENEl riego ha sido frecuentemente considerado un paso necesario en la reforestación de áreas abiertas de ecosistemas semiáridos. Sin embargo, el éxito del riego ha sido evaluado principalmente usando plantas jóvenes, típicamente menores de un año de edad. Muy pocos estudios han explorado si el rol del riego es también importante en plantas de mayor edad y tamaño y si el uso de plantas más grandes incrementa el éxito de procesos de reforestación. En este estudio se evalúa el efecto del riego y del tamaño de las plantas en la sobrevivencia y crecimiento en seis especies arbóreas de la región Mediterránea de Chile sobre un área de depósitos de cenizas residuales de carbón mineral. Entre 2008 y 2010 se llevó a cabo un experimento en el cual se plantaron y monitorearon 160 plantas de cada especie en un diseño factorial, incluyendo plantas de 1 y 4 años de edad, con y sin riego. Los resultados indican que el riego mejoró la sobrevivencia independiente de la edad en las especies más demandantes de agua, y principalmente en las plantas más jóvenes en especies clasificadas como intermedias en un gradiente de requerimiento de agua. En especies más resistentes a la sequía, el riego no fue importante. El uso de plantas de mayor tamaño incrementó la probabilidad de sobrevivencia pero no el crecimiento, también principalmente en especies más demandantes de agua. El crecimiento en altura fue en general mayor con riego y en plantas más grandes en algunas especies.Palabras clave: edad de planta, tasa de crecimiento, restauración, bosque esclerófilo, sobrevivencia.

Trade-Offs between Drought Survival and Rooting Strategy of Two South American Mediterranean Tree Species: Implications for Dryland Forests Restoration

“…As demonstrated in other studies, watering can increase survival and improve root growth during the establishment period, particularly when water supplements are applied during the summer season in semiarid environment [21,47,48,51,57]. However, our findings suggest that differences in water-acquisition strategies of root systems of South American Mediterranean tree species determine different capacity to survive under situations of severe drought.…”

“…As target species, we used Quillaja saponaria (deep-rooted) and Cryptocarya alba (shallow-rooted) saplings. Both are endemic Neotropical species widely distributed in central Chile (30° S-38° W) [50] and are commonly used in active restoration plans of degraded native forests, although with high heterogeneity in growth and survival [51].…”

El tejo en el sur de España: análisis geoecológico y propuesta de conservación de una población mediterránea en peligro crítico de extinción

“…En otros casos, como en la Sierra de Baza, las plantaciones han fracasado en su mayoría debido a la falta de humedad estival (Costa 2006), lo que demuestra que las condiciones microclimáticas locales no siempre son suficientes para la regeneración de T. baccata debido a la extrema sequedad del verano, incluso allí donde se repueble artificialmente. El factor riego, por tanto, es determinante para el éxito de las reforestaciones en ambientes mediterráneos, incluso fuera de la Cuenca, tal y como han experimentado Becerra et al (2013) en zonas costeras de clima mediterráneo del centro de Chile.…”

Altitudinal and interannual variation in seedling survival of tree species in central Chile: implications for sclerophyllous forest restoration

“…In these regions, water availability is the main abiotic factor limiting plant regeneration and reforestation processes (Fuentes et al 1986, Holmgren et al 2001, Gutiérrez et al 2007, Siles et al 2010, Becerra et al 2013. In semiarid regions, usually total precipitation increases with elevation, which, in addition to decreasing mean temperatures, reduces soil evaporation.…”