Legacy patterns in the abundance of epigaeic mountain beetles after the eruption of the Puyehue-Cordon Caulle volcanic complex (NW Patagonia, Argentina)

Abstract

Organisms that survive a volcanic eruption are part of the biological legacies that are fundamental to subsequent succession and ecosystem development. In January 2012, the summer immediately after the eruption of the Puyehue-Cordón Caulle volcanic complex, we evaluated the short-term response of epigaeic beetle abundance to ash deposition. We focused on three mountains (La Mona, Bayo, Challhuaco) in northwestern Patagonia (Argentina) that were differentially affected by ash deposition. We re-established 32, 100 m2 sampling plots of nine pitfall traps, every 100 m of altitude from the base to the summit of each peak, which we had previously sampled in January 2005 and 2006. We compared the shape of pre- and post- eruptive abundance-elevation relationship (AER), and assessed whether the relative importance of environmental predictors of AER (ambient energy, vegetation cover, plant species richness and soil attributes) changed after the eruption. La Mona and Bayo were most affected by ash deposition; Challhuaco was considerable less affected. Yearly fluctuations in abundance levels were significant in Bayo; here, the shape of AER changed significantly after the eruption. In La Mona, abundance was similar among sampled years, and the shape of AER departed weakly from the overall trend after the eruption. In Challhuaco, abundance tended to increase weakly with time, and the shape of AER did not change after the eruption. Gravel percentage and tree canopy cover were the two most important predictors of pre-eruptive AER, but only tree canopy cover remained as important after the eruption. We conclude that short-term effects of ash deposition on epigaeic mountain beetles were subtle and suggest that the presence of a gradient of ash deposition may lead to associated patterns in biological legacies. Long-term monitoring is essential to fully understand the structural and functional recovery of these mountain ecosystems.

Los organismos que sobreviven a una erupción volcánica son parte fundamental del legado biológico determinante de la subsecuente sucesión y desarrollo del ecosistema. En enero 2012, en el verano inmediato a la erupción del complejo volcánico PuyehueCordón Caulle, evaluamos la respuesta a corto plazo de la abundancia de coleópteros epigeos al depósito de ceniza. Estudiamos tres montañas (La Mona, Bayo, Challhuaco) en el noroeste de la Patagonia (Argentina), afectadas diferencialmente por el depósito de ceniza. Re-establecimos 32 sitios de muestreo con nueve trampas de caída distribuidas en 100 m2 , ubicados cada 100 m de altitud desde la base a la cima de cada montaña, y muestreados previamente (enero 2005, 2006). Comparamos la forma pre- y post- eruptiva de la relación abundancia-elevación (AER). Determinamos la importancia relativa de predictores ambientales de AER (energía ambiental, cobertura de la vegetación, riqueza de especies de plantas, y atributos de suelo) pre- y post- erupción. La Mona y Bayo fueron más afectados por el depósito de ceniza; Challhuaco fue menos afectado. Los niveles de abundancia fluctuaron significativamente en Bayo, se mantuvieron constantes en La Mona y aumentaron levemente en Challhuaco. Luego de la erupción, la forma de AER cambió significativamente en Bayo, se apartó débilmente de la tendencia promedio en La Mona, y no cambió en Challhuaco. El porcentaje de gravas y la cobertura del dosel arbóreo fueron los predictores más importantes de AER pre-eruptivo; solamente la cobertura del dosel arbóreo permaneció como importante luego de la erupción. Los efectos a corto plazo del depósito de ceniza sobre la abundancia de coleópteros epigeos fueron sutiles y sugieren que la presencia de un gradiente en el depósito de ceniza puede conducir a patrones asociados en los legados biológicos. Un monitoreo a largo plazo será indispensable para comprender la recuperación estructural y funcional de estos ecosistemas montanos.