Jaime G. Cuevas

Project "Conservation, Restoration, and Development of the Juan Fernández islands, Chile"

Las islas Juan Fernandez albergan una de las floras mas interesantes del planeta desde el punto de vista cientifico. Aunque estan protegidas como Parque Nacional y Reserva Mundial de la Biosfera, mas de 400 anos de intervencion humana han dejado una profunda huella en sus comunidades de plantas nativas. Los repetidos incendios, sobreexplotacion de especies y la introduccion de plagas animales y vegetales, han colocado al 75 % de la flora vascular endemica bajo amenaza de extincion. En 1997, la Corporacion Nacional Forestal de Chile (CONAF) dio inicio a un ambicioso proyecto, cuyo proposito es recuperar este ecosistema de alta complejidad a traves de un enfoque socio-ecologico. Juan Fernandez constituye un caso interesante, debido a que la poblacion local (600 personas) practicamente vive dentro del parque, por lo que no es posible excluir al humano de los programas de conservacion. Segundo, el relativamente pequeno tamano del archipielago (100 km2) permite la observacion de los efectos de cualquier modificacion en el ecosistema en pequenas escalas en el tiempo y el espacio. Tercero, la biota nativa e introducida se relaciona de tal manera que la modificacion de la abundancia de una especie por accion humana puede provocar resultados inesperados en otras especies no consideradas blanco. El proyecto comprende principalmente programas que buscan controlar o erradicar algunas de las plagas animales y vegetales, adopta medidas activas para conservar y restaurar la flora, asi como tambien inserta al humano en los planes de conservacion. En este trabajo se da a conocer la problematica general del parque, la estrategia que se ha seguido para resolver estos problemas, asi como tambien se informan los primeros resultados. Este proyecto ilustra la complejidad para realizar labores de conservacion en una situacion practica, con variadas y complejas interrelaciones, y con vacios en el conocimiento ecologico. Por lo tanto, puede servir como modelo para realizar programas similares en otros lugares

New additions to the introduced flora of the Juan Fernández Islands: origin, distribution, life history traits, and potential of invasion

Las islas oceanicas, tal como Juan Fernandez en Chile, albergan biotas particulares que han evolucionado aisladas por largo tiempo. La introduccion por parte del hombre de plantas aloctonas es uno de los muchos problemas para la conservacion de los elementos endemicos. En este articulo, presentamos nuevas adiciones a la flora introducida de las Islas Juan Fernandez, agregando algunos comentarios acerca de su forma de vida, origen, caracteristicas morfologicas, ecologia, distribucion, abundancia y su potencial de invasion. Citamos 27 nuevas especies, 12 nuevos generos y tres nuevas familias para la flora de Juan Fernandez (Amaryllidaceae, Commelinaceae y Violaceae). La mayoria de los generos pertenecieron a Asteraceae (siete especies). Cincuenta y nueve por ciento de los taxa fueron hierbas perennes, seguidos por las hierbas anuales o bianuales. El viento fue el principal vector de dispersion (42 %), seguido por la dispersion vegetativa (23 %). Cincuenta y dos por ciento de las especies fueron malezas y 44 % fueron plantas con una conducta dual: planta de jardin-maleza. Eurasia fue el area mas frecuente de origen de las plantas (70 %). Noventa y cuatro por ciento de los taxa con distribucion geografica conocida estan en la V Region de Chile continental, principal region de exportacion de plantas y materiales al archipielago, sugiriendo que esta puede haber sido el origen inmediato de estas introducciones. Sesenta y tres por ciento de las especies fueron encontradas solamente en el area urbana de San Juan Bautista, mientras que el resto fueron tambien (22 %) o exclusivamente (15 %) encontradas en otros lugares de la isla principal (Robinson Crusoe). Dieciseis especies (59 %) son consideradas como malezas nocivas en Juan Fernandez u otras partes, y ellas debieran ser foco de atencion y, eventualmente, control. Sumando nuestros hallazgos a listas previas de introducidas, obtuvimos 260 taxa no nativos en Juan Fernandez. Este numero es mayor que las nativas (211), lo cual demuestra como la accion humana intencional y no intencional puede cambiar dramaticamente la composicion floristica de un archipielago oceanico. Recomendamos fuertemente la instalacion de un control sanitario en la Isla Robinson Crusoe o en Valparaiso, en asociacion con procedimientos de cuarentena con las plantas comestibles y productos biologicos en general

Are diurnal fluctuations in streamflow real

Are diurnal fluctuations in streamflow real? Diurnal variations in streamflow (DVS) have been studied in detail by underwater pressure loggers. Some of this equipment requires barometric compensation with a logger or sensor located outside the water. Studies related to this topic have not offered a critical report of the validity of patterns inferred with these instruments. While studying a forested watershed in Southern Chile (40° S), we detected a DVS when the external logger was placed 1.5 m above ground, under a marked diurnal fluctuation in air temperature (amplitude 12.4 °C) and a dampened fluctuation in stream temperature (amplitude 1.4 °C). Synchronization was apparent between air and stream temperature in a direct relationship, but the synchronization between air/stream temperature and streamflow was negative, with some hours of lag time. In laboratory experiments, when the external logger is considerably warmer than the water-level logger, depth measurements can be underestimated by up to 1.5 cm. When the opposite occurs, water depths can be overestimated by up to 0.9 cm and are large instrumental/methodological artifacts compared to the field water diurnal variation of 1.3 cm. Finally, we relocated the external logger in front of the water-level logger and inside a weir, but exposed to the air. Results confirmed the pattern previously detected in the field, but streamflow fluctuations were 19% less accentuated. We conclude that the incorrect placement of the external logger, along with an instrumental artifact, can intensify a DVS pattern. Sú denné fluktuácie prietokov v tokoch reálne? Počas dňa sme podrobne sledovali zmeny prietokov v tokoch tlakovými snímačmi, umiestnenými pod vodou. Niektoré z týchto zariadení vyžadujú barometrickú kompenzáciu snímačov, ktoré nie sú umiestnené vo vode. Štúdie z tejto oblasti obyčajne nehodnotia kriticky správnosť výsledkov meraní týmito zariadeniami. Počas meraní v zalesnenom povodí na juhu Chile (40° S), sme zistili zmeny prietokov v tokoch počas dňa, ak bol externý tlakový snímač (logger) uložený 1,5 m nad zemou, počas výrazných denných zmien teploty vzduchu (amplitúda 12.4 °C) a stlmené fluktuácie teploty vody v toku (amplitúda 1.4 °C). Synchronizácia medzi teplotami vody a vzduchu bola zrejmá, ale synchronizácia medzi teplotami vody v toku a prietokmi bola negatívna, s hodinovými posunmi voči sebe. V experimentoch v laboratóriu, keď bol externý snímač podstatne teplejší ako snímač vo vode, meranie hlbok bolo podhodnotené až o 1,5 cm. V opačnom prípade, hĺbka hladiny vody bola nadhodnotená až o 0,9 cm a boli zistené významné inštrumentálne/metodologické artefakty v porovnaní s poľnými meraniami až o 1,3 cm. Nakoniec, externý snímač bol umiestnený pred snímač s údajmi o vodnej hladine a dovnútra prepadu, ale bol vo vzduchu. Výsledky meraní potvrdili chody prietokov namerané v teréne, ale fluktuácie prietokov boli nižšie o 19 %. Z toho vyplýva, že nesprávne umiestnenie externého snímača, spolu s prístrojovými artefaktmi, môžu intenzifikovať zmeny prietokov v tokoch počas dňa.

Spatial distribution and regeneration strategies of the main forest species on Robinson Crusoe Island.

Se describe la estructura del bosque endemico de la Isla Robinson Crusoe. Se analizan las estrategias de regeneracion de los arboles: Myrceugenia fernandeziana, Fagara mayu, y Drimys confertifolia. Se inventariaron remanentes de bosque montano, con enfasis en los patrones espaciales usando la funcion K(t) de Ripley. Se hipotetiza que: i) especies ornitocoras y barocoras debieran mostrar regeneracion agrupada, a consecuencia de la lluvia de semillas; ii) si existe efecto nodriza, existira tambien un patron agregado de regeneracion; iii) en estados de desarrollo avanzado la agregacion se atenuara, a consecuencia del autorraleo; iv) si las aperturas de dosel influencian la regeneracion y mortalidad, estas presentaran patrones agrupados. M. fernandeziana fue la especie arborea mas abundante, seguida por F. mayu y D. confertifolia. La distribucion diametrica de M. fernandeziana sugirio una regeneracion continua. F. mayu exhibio una distribucion tipica de especies con regeneracion esporadica. La distribucion diametrica de D. confertifolia fue intermedia respecto a las otras especies. La regeneracion de M. fernandeziana fue espacialmente agrupada, dado su modo de dispersion (hipotesis i), pero no mostro asociacion con individuos adultos, descartandose un posible efecto nodriza (hipotesis ii). Los individuos adultos de M. fernandeziana se distribuyeron aleatoriamente probablemente debido a autorraleo (hipotesis iii). La mortalidad de adultos de M. fernandeziana no parecio responder a alteraciones locales, descartandose la hipotesis iv. F. mayu se distribuyo aleatoriamente exhibiendo, en casos, leve agregacion. D. confertifolia presento un patron agrupado. La regeneracion de F. mayu y D. confertifolia ocurrio principalmente en claros, aunque esta ultima especie se presento tambien bajo dosel. D. confertifolia tiende a regenerar cercana a ejemplares adultos de la propia especie (hipotesis ii). M. fernandeziana mostro tolerancia a la sombra, aunque es muy plastica, ocupando diferentes ambientes de regeneracion. F. mayu mostro caracteristicas de intolerante a la sombra; posiblemente requiera claros, o disturbios mayores para regenerar. D. confertifolia parece ser semitolerante a la sombra requiriendo claros, o areas con menor cobertura para establecerse.

Seed germination of species of the Juan Fernández archipiélago under laboratory conditions

Las Islas Juan Fernandez contienen una de las floras mas interesantes del mundo. Sin embargo, su estado de conservacion es fragil debido a las actividades humanas directas e indirectas. Se realizaron ensayos de germinacion bajo condiciones de laboratorio con el proposito de contribuir a la conservacion de las especies nativas de las islas. Se estudiaron las caracteristicas y patrones de germinacion de 25 taxa del archipielago, a temperaturas de entre 15°C y 25°C, con 12,5 h. de fotoperiodo. El treinta y cinco por ciento de las especies germinaron inmediatamente (dentro del primer mes de la siembra), mientras que el 50% de ellas presentaron una germinacion retrasada. Tres especies no germinaron. Con respecto al patron de germinacion, nueve especies (53%) germinaron sincronicamente (³ 90% de las semillas germinaron dentro del primer mes despues de la primera germinacion), por el contrario el 47% germino asincronicamente. La mayoria de las especies ensayadas presentaron un alto potencial germinativo (³ 50% de germinacion). En terminos generales, los resultados de germinacion fueron buenos para la mayoria de las especies ensayadas, con pocas especies requiriendo tratamientos especiales tales como la escarificacion. En el presente estudio se discuten con detalle los tratamientos pre-germinativos, las caracteristicas y los patrones de germinacion para cada una de las especies ensayadas, en relacion con otros antecedentes publicados.

Nurse effect and herbivory exclusion facilitate plant colonization in abandoned mine tailings storage facilities in north-central Chile

Las interacciones positivas, tales como el efecto nodriza, pueden atenuar el estres ambiental (e.g., sequia) o reducir la intensidad de una perturbacion (e.g., herbivoria), aumentando la probabilidad de regeneracion de plantas en los ecosistemas naturales. El presente estudio analiza el potencial de uso de plantas nodriza para la restauracion de ambientes artificiales, como los depositos de relaves mineros abandonados. Evaluamos el reclutamiento y sobrevivencia de plantulas bajo y fuera del dosel de arbustos nodrizas, asi como con y sin la exclusion de herbivoros, sobre un deposito de relaves de cobre abandonado en la zona centro-norte de Chile. Se utilizo como especie nodriza a Baccharis linearis (Asteraceae). Las plantulas evaluadas para reclutamiento fueron de B. linearis, Haplopappus parvifolius (Asteraceae), Schismus arabicus (Poaceae) y otros taxa de hierbas dicotiledoneas o gramineas. El muestreo en terreno demostro que las plantulas de todas estas especies fueron mas abundantes bajo el dosel de Baccharis que en las areas abiertas entre arbustos. Solo para las plantulas de Baccharis estas diferencias fueron significativas. A su vez, encontramos una reduccion secuencial en la sobrevivencia de plantulas bajo las siguientes condiciones: bajo el dosel de Baccharis con exclusion de herbivoros, bajo el dosel sin exclusion, areas abiertas con exclusion y, finalmente, en areas abiertas sin exclusion de herbivoros. El sustrato bajo arbustos mostro mayor nivel de P y K a una profundidad < 10 cm en comparacion con el sustrato de areas abiertas. La compactacion y el contenido de agua en el sustrato, asi como la diversidad de plantas, no difirieron entre ambientes. Nuestros resultados demuestran la importancia del efecto nodriza y la exclusion de herbivoros en el establecimiento de plantulas, en los depositos de relaves mineros en la zona semi-arida del centro-norte de Chile. De este modo, arroja luz sobre las posibilidades de restauracion ecologica en tales ambientes perturbados.

Retención de nutrientes en una microcuenca con bajos niveles de contaminación antropogénica

SUMMARY Streamside native forests filter nutrients and sediments from extra-riparian environments. Most related studies have been carried out in environments chronically polluted by nutrients, making it difficult to assess whether the detected patterns would hold in less polluted areas, such as Chile. However, there are no studies about Chilean natural streamside vegetation ability to filter nutrients and sediment. We hypothesized that southern Chilean streamside forests efficiently retain nutrients due to their, previously documented, tight nitrogen cycle especially in terms of fixation, mineralization and plant uptake, in addition to the high phosphorus adsorption by volcanic soils and high cation retention due to the expected higher cationic exchange capacity (CEC) in floodplains. We studied a fluvial terrace with grasslands covering the uplands, a forest on a slope, and a floodplain with native trees adjacent to a creek. We laid out nine parallel transects in the aforementioned environments and installed five wells in each transect. We extracted and analyzed groundwater three times a year, finding that the nitrate concentration decreased in the transect from the grassland to the floodplain forest. Ammonium, calcium, potassium, and electrical conductivity increased in the same transect, but these variables were always higher than those in the stream. Moreover, soil chemical determinations showed that ammonium, basic cations, aluminum, aluminum saturation and organic matter increased significantly in the floodplain soil compared to the grassland soil. The CEC was marginally different in the studied transects. We conclude that native forest ecosystems constitute effective filters for the studied nutrients, highlighting the associated soils role.

An unusual kind of diurnal streamflow variation

Abstract During hydrological research in a Chilean swamp forest, we noted a pattern of higher streamflows close to midday and lower ones close to midnight, the opposite of an evapotranspiration (Et)-driven cycle. We analyzed this diurnal streamflow signal (DSS), which appeared mid-spring (in the growing season). The end of this DSS coincided with a sustained rain event in autumn, which deeply affected stream and meteorological variables. A survey along the stream revealed that the DSS maximum and minimum values appeared 6 and 4 hours earlier, respectively, at headwaters located in the mountain forests/ plantations than at the control point in the swamp forest. Et in the swamp forest was higher in the morning and in the late afternoon, but this process could not influence the groundwater stage. Trees in the mountain headwaters reached their maximum Ets in the early morning and/or close to midday. Our results suggest that the DSS is a wave that moves from forests high in the mountains towards lowland areas, where Et is decoupled from the DSS. This signal delay seems to convert the link between streamflow and Et in an apparent, but spurious positive relationship. It also highlights the role of landscape heterogeneity in shaping hydrological processes.

Dairy slurry application to grasslands and groundwater quality in a volcanic soil

Research in volcanic-ash soils has shown that they largely capture the dairy slurry following application to land; however, their hydrological properties would favor nutrient leaching. Our objective was to evaluate the contribution of biogeochemical and hydrological controls on the pollution of groundwater by cattle slurry applied to a permanent grassland growing on a volcanic soil. We sampled groundwater chemistry since 10 months before the fertilization (three samplings), and 16 months after, with samplings 1-2 months after the fertigation. Following fertilization, ammonium, exchangeable potassium, and magnesium soil concentrations increased in the fertilized plots compared to the control plots. In contrast, no effect of slurry on groundwater quality was detected, with the exception of dissolved organic nitrogen, a main component of dairy slurry that increased in the groundwater below the fertilized plots. Despite the fact that biogeochemical controls predominate, hydrological aspects would be important when rainfall is high, evapotranspiration is low, groundwater table level is high, and water movement in the saturated zone increases. We concluded that the application of slurry to pastures under rates comparable to a high fertilization in the short term, does not generally impact the groundwater quality in volcanic ash-derived soils.