Vertical distribution of Hymenophyllaceae species among host tree microhabitats in a temperate rain forest in Southern Chile

Abstract

Question: Are differences in microhabitat preferences of co‐occurring epiphytic Hymenophyllaceae species (filmy ferns) correlated with differences in ecophysiological responses to light availability and humidity in the host tree? Location: The Andean foothills in south‐central Chile. Methods: We evaluated the distribution pattern of nine filmy fern species in microhabitats that differ in light availability and humidity in four host tree species. A DCA was developed to assess Hymenophyllaceae species microhabitat preference in terms of canopy openness (CO) and relative humidity. We assessed whether differences in chlorophyll content, maximum photochemical efficiency (Fv/Fm), photosynthetic capacity (Amax), evapotranspiration (E) and instantaneous water use efficiency (WUE) are consistent with any pattern. Results: CO and relative humidity differed significantly with height in the host trees. While CO increased with height in a host tree, relative humidity decreased. DCA analysis showed that filmy fern species distribution within and among trees was mainly explained by the relative humidity of the microhabitat. Chlorophyll content, chlorophyll a/b ratio, Amax and E differed significantly among filmy fern species. Amax and E were correlated with axis 1 scores from the DCA analysis. Conclusions: The vertical distribution and abundance of filmy fern species in Chilean temperate rain forest seems to be closely related to the different microhabitats offered by host trees. This pattern may reflect interspecific differences in ecophysiological traits related both to light availability and humidity. Our results suggest that humidity is the main environmental factor driving functional responses and habitat preferences of these filmy fern species.

Relación entre la amplitud ecológica de epífitas vasculares y sus respuestas ecofisiológicas a la disponibilidad de luz y humedad en el bosque esclerófilo mediterráneo costero de Chile

“…Esto se debe a que en el Bosque Valdiviano, si bien existe variación en la humedad relativa al interior del bosque, la humedad ambiental es en promedio bastante alta, y probablemente a esa altura H. plicatum no está expuesta a la desecación (Saldaña et al 2014). Esto concuerda con datos obtenidos para otras especies de epífi tas vasculares las cuales claramente tienen una preferencia de hábitat asociada al efecto de la disponibilidad de sustrato, agua, luz y nutrientes sobre su establecimiento y fi siología (Benzing 1990, Hietz & Briones 1998, Parra et al 2009). Por otro lado, la zona de estudio representa un punto cercano al extremo norte de la distribución de H. plicatum (Rodríguez et al 2009), por lo que la baja abundancia local que presentó la población podría también explicarse por el hecho de que hacia los extremos de la distribución las especies tienden a ser menos abundantes que en el centro de su distribución (Brown 1984).…”

“…En el bosque los hospederos pueden ser árboles, arbustos y enredaderas leñosas, que entregan soporte mecánico a las especies epífitas sin exponerse a daño alguno ya que, a diferencia de los parásitos, las epífitas son completamente autótrofas (Benzing 1998). Debido a que las epífitas vasculares no poseen raíces en el suelo, la restricción abiótica más relevante para su crecimiento y rendimiento metabólico son la disponibilidad de agua y nutrientes además de la radiación (Dickinson et al 1993, Andrade & Nobel 1997, Zotz & Hietz 2001, Muñoz et al 2003, Parra et al 2009). En el ambiente epífito la disponibilidad de agua depende de la precipitación local, la morfología del árbol, la niebla interceptada por el follaje y la lluvia que escurre hacia las ramas y el tronco (Zotz & Andrade 2002).…”

“…El hábitat epífito se encuentra expuesto a grandes variaciones en las condiciones microclimáticas debido a la dinámica del bosque (Minckler et al 1973, Vitousek & Denslow 1986, Saldaña et al 2014) y la altura de los hospederos (Johansson 1974, Denslow 1987, Brown 1993, Meinzer & Goldstein 1996, Parra et al 2009). Estos cambios microambientales, combinados con otras variables como la identidad del árbol hospedero y características del sustrato (Dickinson et al 1993, Hietz & Briones 1998, Saldaña et al 2014, influyen sobre la composición y abundancia de las epífitas en el bosque, regulando su desarrollo y continuidad temporal en el dosel (Dickinson et al 1993, Hietz & Briones 1998, Saldaña et al 2014.…”

“…Además, es un indicador de buenas condiciones para la productividad primaria del sitio/micrositio (Lambers et al 2008). Los estudios de distribución y respuestas funcionales de las epífitas a la variación en temperatura y humedad del ambiente son escasos (Muñoz et al 2003, Zotz 2005, Parra et al 2009, Díaz et al 2010, Saldaña et al 2014. En Chile la mayoría de los estudios sobre la diversidad de epífitas vasculares se han desarrollado en la zona del bosque templado lluvioso (38ºS a 55°S) (e.g.…”

“…En Chile la mayoría de los estudios sobre la diversidad de epífitas vasculares se han desarrollado en la zona del bosque templado lluvioso (38ºS a 55°S) (e.g. Muñoz et al 2003, Parra et al 2009, Díaz et al 2010, Salinas & Armesto 2012, Saldaña et al 2014, donde las epífitas presentan su mayor diversidad (Arroyo et al 1995, Armesto et al 1997, por lo que aún existen vacíos de información respecto a la ecología de las epífitas vasculares en otras zonas importantes dentro de su distribución, como por ejemplo en el bosque esclerófilo (32º30'S a 38º30'S) y en la zona de transición mediterráneo-templada, donde se observan cambios sustanciales en el régimen de precipitación, temperatura y estacionalidad respecto a los bosques templados del sur de Chile (Arroyo et al 1988, Luebert & Pliscoff 2006. A escala local, estas diferencias ambientales podrían generar patrones contrastantes de distribución y abundancia de las plantas epífitas, respecto a los observados en el bosque templado lluvioso.…”