Growth and survival of juvenile trees of primary forest species in enrichment plantings in novel forests of north-western Puerto Rico

Abstract

Anthropogenic changes have modified the world ecosystems. For example, the island of Puerto Rico has been modified by anthropogenic changes that have reduced the geographical distribution of native tree species found in primary forests. Restoration attempts aimed to increase the geographical distribution of the species have encountered limitations, such as high maintenance costs and competition from herbaceous plant species. This research aims to answer the following questions: (1) Is there a difference in growth and survival among <em>Pterocarpus officinalis</em> trees planted on floodplain and levee landforms within riparian forest wetlands dominated by <em>Spathodea campanulata</em>? (2) Is there an effect of dominant canopy tree species on the growth and survival of juvenile trees of primary forest species planted in novel forest stands? In the first chapter, eighteen juvenile trees of the species were planted per each levee and floodplain landform on at each of three sites in 2011. Planted tree height and survival were sampled in the year 2011, 2012 and 2018. In the second chapter, twenty-one novel forest sites dominated by <em>Spathodea campanulata</em> (tulip&aacute;n africano), the Fabaceae species <em>Albizia procera</em> (siris blanco), <em>Senna siamea</em> (cassia de siam) and <em>Delonix regia</em> (flamboy&aacute;n) were selected to establish enrichment plantings of the primary forest species <em>Coccoloba rugosa</em> (orteg&oacute;n), <em>Dacryodes excelsa</em> (tabonuco), <em>Libidibia monosperma</em> (cobana negra) and <em>Manilkara bidentata</em> (ausubo). Five individuals of each species were planted on each study site, and height increment and survival were sampled six months after planting. No significant differences in growth and survival were found among tree planted on floodplain and levee landforms. Juvenile trees planted in forests dominated by <em>Spathodea campanulata</em> had higher height increment (10.1 %) (n = 9, SD = 22.6) and vertical growth rate (14.8 cm/yr) (n = 9, SD = 32.5) compared to those planted in forests dominated by Fabaceae. Enrichment plantings in novel forests can overcome some of the limitations encountered by traditional restoration methods that consists in reforestation plantings on open areas.

Los cambios antropogénicos han modificado los ecosistemas a nivel mundial. Por ejemplo, la isla de Puerto Rico ha sido modificada por cambios antropogénicos que han reducido la distribución geográfica de las especies de árboles nativos que se encuentran en los bosques primarios. Intentos de restauración destinados a aumentar la distribución geográfica de la especie han encontrado limitaciones, como los altos costos de mantenimiento y la competencia de especies de plantas herbáceas. Esta investigación tiene como objetivo responder a las siguientes preguntas: (1) ¿Existe una diferencia en el crecimiento y la supervivencia entre los árboles de Pterocarpus officinalis plantados en llanuras aluviales y formas de relieve de diques dentro de humedales de bosques ribereños dominados por Spathodea campanulata? (2) ¿Existe un efecto de las especies dominantes de árboles del dosel sobre el crecimiento y la supervivencia de árboles juveniles de especies de bosques primarios plantados en rodales de bosques nuevos? En el primer capítulo, se plantaron dieciocho árboles juveniles de la especie por cada forma de relieve de dique y planicie de inundación en cada uno de los tres sitios en 2011. Se muestrearon la altura y la supervivencia de los árboles plantados en los años 2011, 2012 y 2018. En el segundo capítulo, veinte -Se seleccionó un nuevo bosque dominado por Spathodea campanulata (tulipán africano), las especies Fabaceae Albizia procera (siris blanco), Senna siamea (cassia de siam) y Delonix regia (flamígero) para establecer plantaciones de enriquecimiento de la especie forestal primaria Coccoloba rugosa (ortegón), Dacryodes excelsa (tabonuco), Libidibia monosperma (cobana negra) y Manilkara bidentata (ausubo). Se sembraron cinco individuos de cada especie en cada sitio de estudio y se muestrearon el incremento en altura y la supervivencia seis meses después de la siembra. No se encontraron diferencias significativas en el crecimiento y la supervivencia entre los árboles plantados en llanuras aluviales y formas de relieve de diques. Los árboles juveniles plantados en bosques dominados por Spathodea campanulata tuvieron mayor incremento en altura (10,1 %) (n = 9, SD = 22,6) y tasa de crecimiento vertical (14,8 cm/año) (n = 9, SD = 32,5) en comparación con los plantados en bosques dominados por Fabaceae. Las plantaciones de enriquecimiento en bosques nuevos pueden superar algunas de las limitaciones encontradas por los métodos tradicionales de restauración que consisten en plantaciones de reforestación en áreas abiertas.