El crecimiento variable de los árboles después del incendio protege los bosques de futuros brotes de escarabajos de la corteza

Escarabajo del Abeto douglas. Los investigadores midieron cuán sensibles serían los bosques a los brotes de escarabajos de corteza basados en las características del pino lodgepole y Abeto douglas.

¿Los intensos incendios hacen que los bosques del oeste de Estados Unidos más susceptibles a futuros brotes de escarabajos de la corteza?

La respuesta, en un estudio publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (7 Nov., 2016), es no. Al dirigir a la variabilidad en la densidad y el tamaño de los árboles que crecen durante la recuperación, los grandes incendios reducen la vulnerabilidad futura de los bosques a los ataques del gorgojo síncronos y los brotes a gran escala.

«El fuego crea un paisaje muy heterogéneo», dice el coautor del estudio Kenneth Raffa , profesor de entomología en la Universidad de Wisconsin-Madison. «Los escarabajos sólo puede reproducirse en un árbol individual una vez, por lo que tomar ventaja de esta sección de árboles y que el parche de árboles a medida que estén disponibles, pero cuando el número y tamaño de los árboles varían mucho, es difícil para un gran brote desarrollarse «.

Los escarabajos de la corteza atacan los árboles para reproducirse, y los brotes ocurren sobre todo en los bosques en los cuales los árboles del anfitrión del escarabajo son grandes y abundantes. Pueden tomar décadas para que los árboles jóvenes y posteriores al fuego alcancen el tamaño que prefieren. Pero los investigadores, entre ellos el profesor de zoología Monica Turner de UW-Madison, supusieron que si un gran número de árboles adecuados estuvieran disponibles al mismo tiempo, los bosques posteriores al incendio podrían volverse más susceptibles a brotes. 

Sin embargo, los investigadores consideraron también otra posibilidad: Si los bosques se regeneran como mosaicos de árboles adecuados sobre el paisaje (en función del tamaño y densidad), aunque los árboles individuales pueden caer bajo el ataque de escarabajos de la corteza, esta variabilidad también podría proteger el bosque de brotes a gran escala.

Foto: Kenneth Raffa

Raffa

Foto: Monica Turner

Tornero

El equipo de estudio también incluye el autor principal Rupert Seidl, de la University of Natural Resources and Life Sciences en Viena (que pasó su año sabático en la Universidad de Wisconsin-Madison en 2015) y Daniel Donato en el Departamento de Recursos Naturales, un ex investigador postdoctoral en el estado de Washington Turner’s lab..

Para probar sus preguntas, el equipo utilizó datos a largo plazo de los incendios grandes y graves que quemaron 36 por ciento del Parque Nacional de Yellowstone en 1988.

«Los incendios en Yellowstone se consideran a menudo que han dado paso a la nueva era de la actividad de incendios en el oeste», dice Turner, y ella, con los estudiantes y sus colegas han estudiado la recuperación de los bosques desde entonces.

Con los datos que simulan 130 años de crecimiento tras los incendios de Yellowstone utilizando un modelo informático calibrado para el área de estudio y utilizado por los gestores forestales y de la tierra alrededor de los EE.UU., llamado el simulador de la vegetación forestal.

Foto: Los incendios de Yellowstone

Los investigadores simularon 130 años de crecimiento tras los incendios de Yellowstone utilizando un modelo de computadora. CORTESÍA DE MONICA TURNER

«Utilizamos modelos porque los árboles crecen lentamente, desde un punto de vista humano, y no vamos a ser capaces de observar estos cambios que tardan más de 100 años», dice Turner.

Midieron la susceptibilidad de los bosques a plagas de gorgojo cada año después del fuego basado en las características de la especie arbórea dominante en Gran Yellowstone: pino lodgepole y el abeto Douglas. Compararon esto a la susceptibilidad al brote asumiendo que los bosques fueron regenerados homogéneamente – en otras palabras, si la densidad y el tamaño del árbol no variaron.

Para el pino lodgepole, el modelo demostró que tomaría 79 años para que los primeros postes después del fuego fueran altamente susceptibles a los brotes del escarabajo de la corteza, y 115 años para que la mitad de los soportes alcanzara la vulnerabilidad. En 130 años, el 89 por ciento de los rodales estaría en riesgo de un brote..

Para el Abeto douglas, el primer soporte se hizo vulnerable al brote de escarabajo de la corteza después de 99 años siguientes al inicio de la regeneración post-incendio, de acuerdo con el modelo. En 130 años, siendo sólo la mitad de los rodales susceptibles.

«Esta variación persiste por más de 130 años», dice Turner. «En contraste, las gradas homogéneos se vuelven vulnerables temprano y al mismo tiempo».

Los investigadores documentaron una enorme variabilidad en las tasas de densidad de árboles, tamaño y crecimiento entre las áreas que se quemaron en 1988.

Foto: Lodgepole soporte de pino
 
Un pino torcido de pie mostrando grandes árboles que fueron atacadas por el escarabajo del pino de montaña. CORTESÍA DE MONICA TURNER

Turner y Raffa dicen a los administradores de tierras forestales que pueden querer considerar la promoción y mantenimiento de esta variabilidad natural para ayudar a proteger los bosques de plagas de gorgojo descortezador. Cuando un gran número de árboles son relativamente uniformes en el paisaje, una repentina o incluso un estrés crónico, como la vejez puede hacer que un recurso forestal considerable esten a disposición de las poblaciones de escarabajos.

Después del incendio, los administradores a veces se recuperan de los bosques, lo que puede fomentar el crecimiento de árboles grandes e incluso puede disminuir la susceptibilidad de determinados soportes a los ataques de escarabajos. Sin embargo, Raffa y Turner dicen que el adelgazamiento empleado uniformemente en grandes áreas podría aumentar inadvertidamente el riesgo de brote si los árboles se vuelven susceptibles a la vez. Densos «cabellos de pelo» (llamados debido al gran número de árboles cortos que crecen juntos, como la piel de un perro) no suelen ser valorados, pero pueden desempeñar un papel ecológico importante no reconocido previamente, agrega Turner.

En el oeste americano, escarabajos y sus árboles hospederos bien adaptadas están encerrados en una carrera de armamentos en constante cambio. escarabajos de la corteza atacan a un árbol y el árbol exuda una resina para frustrar el escarabajo. Los escarabajos utilizan feromonas químicas que atraen a otros escarabajos como refuerzos cuando han encontrado un buen árbol, pero el árbol posteriormente cambia su composición química para hacer menos atractivo y convertisen más tóxicos, matando a algunos de sus propios tejidos en el proceso.

«El árbol lanza una defensa de tierra quemada contra el escarabajo, pero el escarabajo convierte las toxinas del árbol en atrayentes, como una primera versión de jiujitsu*,» dice Raffa.

Turner y Raffa dicen que los propietarios de tierras forestales pueden querer considerar la promoción y mantenimiento de esta variabilidad natural para ayudar a proteger los bosques de plagas de gorgojo descortezador.

Los árboles que están estresados – a través de la sequía, la edad, la defoliación y más – están en mayor riesgo de ataque por escarabajos de la corteza, y, posteriormente, a la muerte. A medida que el clima se ha calentado, los bosques occidentales han sufrido tanto un aumento del estrés y el aumento de la supervivencia del escarabajo de hibernación, lo que le da ventaja a los escarabajos de la corteza. Los bosques también han experimentado incendios más frecuentes y graves.

«El cambio climático está creando más oportunidades para escarabajos», dice Turner. «Debido a que las temperaturas son más cálidas, los escarabajos no mueren en el invierno, y los escarabajos son capaces de ampliar su gama, impactando árboles que no están tan bien adaptados a defenderse de los ataques.»

Por ejemplo, Raffa dice que escarabajos de la corteza han «violado una barrera histórica», a aparecer en lugares más fríos normalmente como Alberta, Canadá. «El bosque boreal ahora proporciona una conexión entre el escarabajo del pino de montaña y los bosques del medio oeste, por primera vez, y no se sabe con qué rapidez el escarabajo avanzará o qué tan grande será el problema», dice.

Los escarabajos de la corteza nativos también pueden presentar problemas en Wisconsin. Raffa trabaja con el Departamento de Recursos Naturales de Wisconsin para perfeccionar las directrices y realizar investigaciones en curso sobre escarabajos de la corteza en el estado. Algunas especies han existido por mucho tiempo aquí, dice, pero son menos agresivas que las especies que se encuentran en el oeste.

*El jiu-jitsu es un arte marcial japonés.

Fuente: University of Wisconsin Madison


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