Interactions of sapsuckers andCytosporacanker can facilitate decline of riparian willows

Abstract

Drought has caused large-scale plant mortality in ecosystems around the globe. Most diebacks have affected upland forest species. In the past two decades, a large-scale decline of riparian willows (Salix L.) has occurred in Rocky Mountain National Park, Colorado. We examined whether climatic or biotic factors drive and maintain the willow community decline. We compared annual growth and dieback of willows inside and outside of 14-year-old ungulate exclosures and measured groundwater depth and predawn xylem pressures of stems as indicators of drought stress. We also performed an aerial photo analysis to determine the temporal dynamics of the decline. Aerial photo analysis indicated willow decline occurred between 2001 and 2005 and was best explained by an increase in moose population and a decrease in peak stream flows. A new mechanism for willow stem dieback was identified, initiated by red-naped sapsucker wounding willow bark. Wounds became infected with fungus that girdled the stem. DNA analyses confirmed Valsa sordida (Cytospora chrysosperma) as the lethal fungus. Captured sapsuckers had V. sordida spores on feet and beaks identifying them as one possible vector of spread. Predawn xylem pressure potentials remained high through the growing season on all study willows regardless of depth to ground water. Our results indicate that additional mechanisms may be involved in tall willow decline.Résumé : La sécheresse est une cause de mortalité des végétaux à grande échelle dans les écosystèmes sur toute la planète. La plupart de ces dépérissements terminaux ont affecté les espèces forestières des hautes terres. Au cours des deux dernières décennies, un déclin à grande échelle du saule ripisylve est survenu dans le Rocky Mountain National Park, au Colorado. Les auteurs ont examiné si des facteurs climatiques ou biotiques sont responsables et entretiennent le déclin de la communauté des saules. Ils ont comparé la croissance annuelle et le dépérissement terminal des saules à l'intérieur et à l'extérieur d'exclos d'ongulés de 14 ans, et mesuré la profondeur de la nappe phréatique et les pressions du xylème des tiges avant l'aube, comme indicateurs du stress de la sécheresse. Ils ont aussi procédé à une analyse de photos aériennes afin de déterminer la dynamique temporelle du déclin. L'analyse des photos aériennes a indiqué que le déclin des saules est survenu entre 2001 et 2005, et qu'il s'expliquait vraisemblablement par l'augmentation de la population d'orignaux et par la diminution des pics d'écoulement des eaux. Un nouveau mécanisme expliquant le dépérissement terminal des saules a été identifié, initié par des blessures causées à l'écorce des saules par le pic à nuque rouge. Les blessures étaient infectées par des champignons qui entouraient la tige. Les analyses d'ADN ont confirmé que Valsa sordida (Cytospora chrysosperma) constituait le champignon létal. Les pics à nuque rouge capturés étaient porteurs de spores de V. sordida au niveau des pattes et du bec, permettant ainsi de les identifier comme vecteurs possib...

Widespread mortality of trembling aspen (Populus tremuloides) throughout interior Alaskan boreal forests resulting from a novel canker disease

“…At the molecular level, the encoding of plant immune receptors by disease resistance genes involves the synthesis and coordination of cell protein domains that have only partially been characterized [ 6 – 9 ]. At the ecological scale, pathogen outbreaks often interact with other biotic agents such as insects and vertebrate herbivores that stress tree carbon (C) balance and facilitate pathogen infections through transport or wounding [ 10 – 13 ]. The co-occurrence of these and other factors such as competition, stand age and drought collectively compromise plant defensive systems and significantly increase vulnerability to diseases [ 14 – 17 ].…”

Climate change vulnerability assessment of aquatic and terrestrial ecosystems in the U.S. Forest Service Rocky Mountain Region

“…Peak snowmelt benefits streams by delivering a bank-full flooding pulse that maintains channel size . Willow decline in Rocky Mountain National Park was tied to a decrease in peak streamflows and an increase in moose (Alces alces) populations (Kaczynski et al 2014).…”