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Abstract

Fremont cottonwood (Populus fremontii) is an early successional foundation species found in riparian forest ecosystems in the North American Southwest. Along rivers, the upper limit of the seedling establishment zone depends on the proximity of seedling roots to the declining water table. The lower limit is a function of the maximum elevation of inundation or scour. Fremont cottonwood seedlings are likely to experience short-term (1- to 5-week) inundation during their first year of growth under both natural and human-influenced hydrologic regimes. Previous studies show that inundation can account for more than 70% of seedling mortality during this time. Using controlled inundation experiments, we found that seedlings of Fremont cottonwood have high tolerance of inundation to the soil surface and a reasonable tolerance of complete shoot submergence for a duration of 1 or 2 weeks (22% and 50% mortality, respectively). Mortality increased linearly with days of complete submergence (mortality percentage = 4.6 + [2.5 × days of submergence]). Warm water temperature (25/18 °C day/night) during complete submergence adversely affected seedling biomass and survival, resulting in 64% mortality versus 39% with cooler water temperatures (18/11 °C day/night). Our results indicate that establishment of new Fremont cottonwood populations in the riparian corridor will be more successful when flows do not completely cover the shoots of seedlings for more than 2 weeks and if water temperatures during inundation are cool. From the perspective of the management of river flows for cottonwood recruitment, deep, prolonged, late-season (warm water) inundations are the most detrimental.


El álamo negro (Populus fremontii) es una especie de sucesión temprana en los ecosistemas de bosques ribereños, en el suroeste norteamericano. A lo largo de los ríos, el límite superior de la zona de establecimiento de plántulas depende de la proximidad de las raíces de las plántulas al nivel freático decreciente. El límite inferior es una función de la elevación máxima de inundación o abrasión. Es posible que las plántulas de álamo negro experimenten una inundación de corto plazo (de 1 a 5 semanas) durante sus primeros años de crecimiento en sistemas hidrológicos naturales y con influencia humana. Estudios anteriores revelaron que la inundación puede explicar más del 70% de la mortalidad de las plántulas durante este tiempo. Mediante experimentos de inundación controlada, encontramos que las plántulas de álamo negro poseen una elevada tolerancia a la inundación de la superficie del suelo y una tolerancia razonable a la inmersión completa del tallo durante una o dos semanas (22% y 50% de mortalidad respectivamente). La mortalidad aumentó en forma lineal con los días de inmersión completa (porcentaje de mortalidad = 4.6 + (2.5 × días de inmersión). La temperatura caliente del agua (25/18 °C día/noche) durante la inmersión completa afectó de manera adversa la biomasa y la supervivencia de las plántulas, lo que resultó en un 64% de mortalidad contra el 39% en temperaturas más frías (18/11 °C día/noche). Nuestros resultados indican que el establecimiento de nuevas poblaciones de álamos negros en el corredor ribereño tendrá mayor éxito cuando los caudales no cubran por completo los tallos de las plántulas por más de dos semanas, y si la temperatura del agua es fría durante la inundación. Desde la perspectiva del manejo de los caudales de los ríos para el reclutamiento de álamos negros, las inundaciones profundas, prolongadas y en temporada tardía son las más perjudiciales.

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