150 Years of Tree Establishment, Land Use and Climate Change in Montane Grasslands, Northwest Argentina

Authors


ABSTRACT

Degraded grasslands resulting from intensive land use appear to be highly resistant to tree invasion due to interactions between land use, climate, grazing and fire. We describe long-term patterns of tropical montane forest regeneration into degraded grasslands and analyze their relationships with historical changes in rainfall, grazing and fire in Los Toldos valley (Northwest Argentina), cloud forest life zone (1600 m asl). We used dendrochronological techniques to reconstruct spatial and temporal patterns of Podocarpus parlatorei establishment (the dominant tree species in secondary forests) and grassland fires for the last 150 yr. We assessed current livestock spatial distribution along the valley through feces sampling. Inferred tree establishment patterns (i.e., considering age structure and mortality) were analyzed in relation to temporal and spatial patterns of grazing and fire derived from our own analyses and from government statistics, and to rainfall patterns derived from previous dendrochronological reconstructions. Current grazing intensity was higher close to the local township. Fire occurrence increased with periods of above-average rainfall (higher fuel productivity), and tended to increase with distance to township (less grazing). Tree establishment in grasslands was spatially associated with high grazing intensity and low fire frequency, and temporally associated with periods of high grazing intensity and below-average rainfall. Despite climatic and land-use changes leading to conditions potentially favorable for trees (i.e., more rainfall, less grazing), grasslands persist in this study area, likely due to the direct (saplings burning) and indirect (soil degradation and desiccation) effects of recurrent fires, enhanced by decreasing grazing and increasing rainfall.

RESUMEN

Los pastizales degradados por el intenso uso del suelo parecen ser altamente resistentes a la invasión de árboles, debido a interacciones entre uso de la tierra, pastoreo y fuego. En este trabajo, describimos los patrones de regeneración del bosque montano en pastizales degradados y analizamos sus relaciones con cambios de precipitación, pastoreo y fuego en el Valle de Los Toldos (NO Argentina), bosque nublado (1600 m snm). Usamos técnicas dendrocronológicas para reconstruir patrones espaciales y temporales de establecimiento de Podocarpus parlatorei (árbol dominante de los bosques secundarios) y de fuegos en pastizales por los últimos 150 años. Estudiamos la distribución espacial actual del ganado en el valle mediante muestreo de heces. Los establecimientos arbóreos inferidos (i.e., considerando estructura de edades y mortalidad) se analizaron en relación a patrones espaciales y temporales de pastoreo y fuego derivados de nuestro análisis y de estadísticas gubernamentales, y a patrones de lluvias derivados de reconstrucciones dendrocronológicas previas. El pastoreo actual fue mas intenso cerca del pueblo. La ocurrencia de fuegos aumentó en periodos con precipitación por encima del promedio (más combustibles), y tendió a aumentar con la distancia al pueblo (menos pastoreo). El establecimiento de árboles en pastizales estuvo asociado espacialmente con pastoreo intenso y con frecuencia baja de fuegos, y temporalmente con periodos de pastoreo intenso y precipitaciones por debajo del promedio. A pesar de los cambios climáticos y del uso de la tierra, conducentes a condiciones potencialmente favorables para los árboles (i.e., mas lluvia, menos pastoreo), los pastizales persisten, debido a efectos directos (quema de plántulas) e indirectos (degradación y desecación edáfica) de fuegos recurrentes, que aumentan cuando disminuye el pastoreo y aumentan las precipitaciones

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