Historical and modern distrubance regimes, strand structures, and landscape dynamics in pinon-juniper vegetation of the western United States

TitleHistorical and modern distrubance regimes, strand structures, and landscape dynamics in pinon-juniper vegetation of the western United States
Publication TypeJournal Article
Year of Publication2009
AuthorsRomme W.H, Allen C.D, Bailey J.D, Baker W.L, Bestelmeyer BT, Brown P.M, Eisenhart K.S, Floyd-Hanna L., Huffman D.W, Jacobs B.F, Miller R.F, Muldavin E.H, Swetnam T.W., Tausch R.J., Weidberg P.J.
JournalRangeland Ecology and Management
Volume62
Start Page203
Pagination203-222
Date Published03/2009
ARIS Log Number241847
Keywordsclimate, CO2, drought, fire, grazing, range expansion, tree infill, tree invasion
Abstract

Piñon–juniper is a major vegetation type in western North America. Effective management of these ecosystems has been hindered by inadequate understanding of 1) the variability in ecosystem structure and ecological processes that exists among the diverse combinations of piñons, junipers, and associated shrubs, herbs, and soil organisms; 2) the prehistoric and historic disturbance regimes; and 3) the mechanisms driving changes in vegetation structure and composition during the past 150 yr. This article summarizes what we know (and don't know) about three fundamentally different kinds of piñon–juniper vegetation. Persistent woodlands are found where local soils, climate, and disturbance regimes are favorable for piñon, juniper, or a mix of both; fires have always been infrequent in these woodlands. Piñon–juniper savannas are found where local soils and climate are suitable for both trees and grasses; it is logical that low-severity fires may have maintained low tree densities before disruption of fire regimes following Euro-American settlement, but information is insufficient to support any confident statements about historical disturbance regimes in these savannas. Wooded shrublands are found where local soils and climate support a shrub community, but trees can increase during moist climatic conditions and periods without disturbance and decrease during droughts and following disturbance. Dramatic increases in tree density have occurred in portions of all three types of piñon–juniper vegetation, although equally dramatic mortality events have also occurred in some areas. The potential mechanisms driving increases in tree density—such as recovery from past disturbance, natural range expansion, livestock grazing, fire exclusion, climatic variability, and CO2 fertilization—generally have not received enough empirical or experimental investigation to predict which is most important in any given location. The intent of this synthesis is 1) to provide a source of information for managers and policy makers; and 2) to stimulate researchers to address the most important unanswered questions.La vegetación de Piñon-junípero es un tipo de vegetación muy importante en el Oeste de Norte América. El manejo efectivo de estos ecosistemas se ha obstaculizado por el inadecuado entendimiento de 1) la variabilidad en la estructura del ecosistema y los procesos ecológicos que existen entre las diversas combinaciones de pinos, juníperos, arbustos, hierbas, y los organismos asociados del suelo; 2) regímenes prehistóricos e históricos del disturbio, y 3) mecanismos que conducen cambios en estructura y composición de la vegetación durante los últimos 150 años. Este publicación hace un resumen de lo que sabemos (y no sabemos) acerca de tres clases fundamentales de vegetación del piñon–junipero. Arbolados persistentes se encuentran donde los suelos locales, el clima, y los regímenes del disturbio son favorables para el piñón, el junípero, o una mezcla de ambos; los fuegos han sido siempre infrecuentes en estas áreas. Las sabanas del Piñon–junipero se encuentran donde los suelos locales y el clima son apropiados tanto para árboles y gramíneas; es lógico que los fuegos de baja-intensidad pueden haber mantenido densidades bajas de árboles antes de que se interrumpió los regímenes del fuego después del establecimiento Euro-Americano, pero existe poca información para apoyar cualquier afirmación afirmativa sobre los regímenes históricos del disturbio en estas sabanas. Los matorrales se localizan donde los suelos locales y el clima apoyan a comunidad de arbustos, pero los árboles pueden aumentar durante condiciones climáticas y períodos húmedos sin disturbio, y disminuyen durante sequías y después del disturbio. Los aumentos dramáticos en la densidad de los árboles han ocurrido en las porciones de los tres tipos de vegetación del piñon–junipero, aunque eventos igualmente dramáticos de mortalidad han ocurrido también en algunas áreas. Los mecanismos potenciales que conducen aumentos en densidad de árboles, la recuperación del último disturbio, la extensión natural del pastizal, el pastoreo del ganado, la exclusión del fuego, la variabilidad climática, y la fertilización-general del CO2 no han recibido suficiente investigación empírica o experimental para predecir cuál de estos factores puede ser el más importante en cualquiera de los sitios. El intento de esta síntesis es 1) proporcionar una fuente de información para los manejadores y los regidores, y 2) estimular a investigadores para dirigir las preguntas más importantes que aun están sin contestar.

URL/files/bibliography/09-014.pdf