Invasive pines recruit more frequently under native shrubs in a Patagonian steppe

Abstract

Invasive woody species produce significant ecological and economic threats globally, disrupting native biodiversity and ecosystem functions. Detecting factors that favour nonnative species recruitment could help design management strategies to reduce their negative impacts. In the Patagonian steppe, nonnative pines affect larger areas, which is a growing problem. The native community is distributed in patches dominated by cushion shrubs, with vertical and deep roots, and tussock grasses, with shallow roots. Cushion shrubs may facilitate pine recruitment by generating a nurse effect. Meanwhile, shallow roots of grasses could function as a recruitment filter as soil growing space is already occupied. We monitored Pinus contorta saplings in 4m2 plots. We determined distance to nearest seed source, quantified shrub and grass cover and neighbouring root biomass under each sapling. 82% of saplings recruited next to shrubs (shrub cover=37%), up to 200 m from seed source. These saplings were 20% taller and had 80% less neighbouring root biomass than next to grasses. Only 10% recruited next to grasses (grass cover=19%), only up to 50 m from the seed source. The remaining 8% recruited in bare ground (bare ground cover=44%). Shrubs facilitate pine recruitment by promoting nonnative conifer growth and reducing belowground competition, while grasses and bare ground inhibit it. Our results can be used to help design invasive pine management strategies, such as promoting high-density sheep grazing (holistic ranching), which could reduce the abundance of both pines and shrub species around plantations.

Las especies leñosas invasoras suponen amenazas ecológicas y económicas a nivel global, alterando biodiversidad nativa y funciones ecosistémicas. Detectar los factores que favorecen el reclutamiento de especies no nativas podría ayudar a diseñar estrategias de manejo para reducir sus impactos negativos. En la estepa patagónica, los pinos no nativos afectan áreas cada vez mayores. La comunidad nativa se distribuye en parches dominados por arbustos en cojín, con raíces profundas y verticales, y pastos cespitosos, con raíces superficiales. Los arbustos podrían facilitar el reclutamiento de pinos por efecto nodriza, mientras que los pastos, con sus raíces superficiales, podrían ejercer un filtro al ocupar el suelo. Monitoreamos renovales de Pinus contorta en parcelas de 4m², determinamos distancia a fuente de semillas, cobertura de arbusto y pastos y medimos biomasa radical bajo cada renoval. El 82% de los renovales reclutaron junto a arbustos (cobertura arbustiva=37%), hasta a 200m de la fuente de semillas y fueron 20% más altos que junto a pastos. Solo el 10% reclutó junto a pastos (cobertura de pastos=19%), hasta 50m de la fuente, con una biomasa radical 80% mayor que junto a arbustos. El 8% restante reclutó en suelo desnudo (cobertura suelo desnudo=44%). Los arbustos facilitan el reclutamiento de pinos, mientras que los pastos y el suelo desnudo lo reducen. Nuestros resultados pueden emplearse para diseñar estrategias de manejo de pinos invasores, como el uso de pastoreo ovino en alta densidad (manejo holístico), para reducir la abundancia de pinos y especies arbustivas alrededor de las plantaciones.