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Abstract

Understanding the processes that underlie forest resilience is of increasing importance as climate change and shifting disturbance regimes continue to impact western forests. Forest research and management efforts within the low-diversity conifer forests of the U.S. Rocky Mountains have typically focused on relatively monotypic stands dominated by a single cohort, but mixed-conifer stands, such as those codominated by Abies lasiocarpa and Pinus contorta have been less widely studied. The presence of A. lasiocarpa may enhance resilience to fire- and mountain pine beetle–induced mortality and depends on successful A. lasiocarpa recruitment under a range of environmental conditions. The purpose of this study was to quantify the effects of key forest structural characteristics and environmental conditions on recruitment of A. lasiocarpa in a midelevation mixed-conifer forest in the central Rocky Mountains. To address this aim, A. lasiocarpa seedling density, light availability, neighborhood basal area, and soil fertility were measured across 24 plots, and the relative effects of each measured variable, temperature, and precipitation on seedling density were quantified within a Bayesian multilevel regression model. Model results showed nonsignificant effects of climate, light availability, and neighborhood index on seedling density; a significant positive association between seedling density and the interaction between soil fertility and neighborhood index; and a strong negative relationship between seedling density and soil fertility. We posit that the negative association with soil fertility in these nutrient-poor forests reflects an underlying gradient in soil moisture availability that corresponds with water flux pathways. Ultimately, much of the variance in seedling densities was explained by latent plot and year effects, indicating that A. lasiocarpa establishment in this mixed-conifer forest is likely governed by a complex suite of environmental factors that vary across fine spatiotemporal scales.


A medida que el cambio climático y los regímenes de perturbación continúan impactando los bosques occidentales, se vuelve cada vez más importante comprender los procesos que subyacen a la resiliencia de los bosques. En general, los esfuerzos de conservación y de investigación forestal, dentro de los bosques de coníferas de baja diversidad en las Montañas Rocallosas (Rocky Mountains, EE.UU.), se han enfocado, en los rodales relativamente monotípicos dominados por un sólo grupo. Los rodales de coníferas mixtas, tales como los codominados por Abies lasiocarpa y Pinus contorta, han sido menos estudiados. La presencia de A. lasiocarpa puede promover la resistencia a los incendios y a la mortalidad inducida por el escarabajo de pino de montaña. No obstante, el reclutamiento exitoso de A. lasiocarpa depende de diversas condiciones ambientales. El objetivo de este estudio fue cuantificar los efectos de las características estructurales clave de los bosques y de las condiciones ambientales en el reclutamiento de A. lasiocarpa en un bosque de coníferas mixtas de mediana elevación, en el centro de las Montañas Rocallosas. Para lograr este objetivo, se midió la densidad de plántulas de A. lasiocarpa, la disponibilidad de luz, el área basal del vecindario y la fertilidad del suelo en 24 parcelas. El efecto relativo de cada variable medida (1) temperatura, (2) precipitación, y (3) densidad de plántulas, fueron cuantificados mediante un modelo bayesiano de regresión múltiple. Los resultados del modelo mostraron efectos no significativos del clima, de la disponibilidad de la luz y del índice de proximidad al vecindario en la densidad de las plántulas. Sin embargo, el modelo muestra una relación positiva significativa entre la densidad de las plántulas y la interacción entre la fertilidad del suelo y el índice de proximidad al vecindario, así como una fuerte relación negativa entre la densidad de las plántulas y la fertilidad del suelo. Sugerimos que la asociación negativa con la fertilidad del suelo en estos bosques pobres en nutrientes refleja un gradiente subyacente en la disponibilidad de humedad del suelo que corresponde con las vías del flujo de agua. Finalmente, gran parte de la variación de la densidad de plántulas fue explicada por los efectos del año y de las parcelas latentes, indicando que el establecimiento de A. lasiocarpa en este bosque de coníferas mixtas probablemente se rija por un conjunto complejo de factores ambientales que varían a través de pequeñas escalas espaciotemporales.

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