A Process-Based Application of State-and-Transition Models: A Case Study of Western Juniper (Juniperus occidentalis) Encroachment

Un umbral representa un punto en el espacio y el tiempo en que los procesos ecológicos primarios se degradan más allá de la capacidad de auto-reparación. En los ecosistemas invadidos de enebro (Juniperus L. spp.), los procesos ecológicos (es decir, la infiltración) están afectados como la estructura del dosel intermedio de la planta se degrada durante la expansión del bosque. El propósito de esta investigación es caracterizar las influencias del incremento de enebro en la estructura de la vegetación y los procesos hidrológicos en las comunidades de artemisia-enebro occidental (Artemisia tridentata Nutt. subsp. vaseyana [Rydb.] Beetle-Juniperus occidentalis Hook.) y para identificar y predecir los estados y los umbrales. La cobertura del dosel intermedio y las tasas de infiltración fueron muestreadas en relación a la cobertura del dosel del enebro. Las parcelas de estudio, organizadas en un diseño completo de bloques al azar, representan el arbusto alto, moderado y bajo-el bajo porcentaje de la cobertura del dosel del enebro en cuatro aspectos principales. El porcentaje de la cubierta vegetal, el suelo desnudo, y las tasas de infiltración en estado de equilibrio se midieron en las parcelas del campo. En el laboratorio, la cubierta de dosel del enebro y la posición topográfica se calcularon para la misma zona usando imágenes aéreas de alta resolución y de datos digitales de elevación. Los análisis paramétricos y multivariados diferenciaron los estados en la vegetación y los procesos abióticos asociados. El análisis jerárquico aglomerativo de grupos identificó cambios significativos en las tasas de infiltración y en la estructura de la planta, a partir de los cuales se predijo la aparición del umbral. La tasas de infiltración y el por ciento de suelo desnudo estuvieron fuertemente correlacionados (r2  =  0,94). El suelo desnudo fue más alto en el arbusto bajo-las parcelas de enebro de alta cobertura en comparación con los dos niveles de cobertura moderado y bajo los sitios vistos en el sur, este y oeste. Las pruebas de multivariables indicaron un cambio distinto en la estructura de la planta y en las tasas de infiltración de arbusto moderado a bajo- alta cobertura de enebro, lo que sugiere una transición a través de un umbral abiótico. En las pendientes del norte, el suelo desnudo permaneció independientemente bajo a la cobertura de enebro. Los dueños de tierras pueden utilizar este enfoque para anticipar y determinar los umbrales en las distintas posiciones del paisaje.