Influence of provenance origin on the early performance of two sclerophyllous Mediterranean species established in burned drylands

Forest restoration have had limited success due to intense and prolonged droughts in Mediterraneantype ecosystems. In this context, knowledge of growth and physiology in seedlings of different provenances can be useful in the selection of appropriate seed sources for restoration. In this study we investigated variations in survival, growth, and leaf-level physiology of five provenances of Quillaja saponaria Mol. and five provenances of Cryptocarya alba Mol. originated from coastal and Pre Andean sites exhibiting latitudinal-related climate differences in central Chile. Seedlings were grown in a nursery on 600 mL pots for 18 months and then planted in a dryland site severely damaged by fire. One year after establishment, we measured survival, growth, and leaf-level physiology. We also analyzed the relationship between outplanting survival with seedling characteristics prior to planting, and the relationship between growth and survival with physiological traits and with climate variables. Growth and survival were similar among provenances of Q. saponaria and C. alba, with the exception of differing heights observed within the provenance of Q. saponaria. Initial root collar diameter of Q. saponaria was observed to be positively correlated to outplanting survival. With the exception of photosynthesis in Q. saponaria, all provenances of both species differed in the leaflevel physiological traits. Those provenances originating from interior dryland sites exhibited lower stomatal conductance and used water more efficiently. The opposite was true for provenances coming from coastal sites. In outplanting sites with Mediterranean-type climates that have been damage by severe fire, selections based on larger diameter seedlings, especially for Q. saponaria and from interior and pre-Andean provenances, will likely improve outplanting success.

La restauración forestal ha tenido un éxito limitado debido a las intensas y prolongadas sequías en los ecosistemas de tipo mediterráneo. En este contexto, el conocimiento del crecimiento y la fisiología en plántulas de diferentes procedencias puede ser útil para la selección de fuentes de semillas apropiadas para la restauración. En este estudio investigamos las variaciones en la supervivencia, el crecimiento y la fisiología a nivel de hoja de cinco procedencias de Quillaja saponaria Mol. y cinco procedencias de Cryptocarya alba Mol. originarias de sitios costeros y preandinos que exhiben diferencias climáticas relacionadas con la latitud en Chile central. Las plántulas se cultivaron en un vivero en macetas de 600 mL durante 18 meses y luego se plantaron en un sitio de secano severamente dañado por el fuego. Un año después del establecimiento, medimos la supervivencia, el crecimiento y la fisiología a nivel de hoja. También analizamos la relación entre la supervivencia del trasplante con las características de las plántulas antes de la plantación, y la relación entre el crecimiento y la supervivencia con los rasgos fisiológicos y con las variables climáticas. El crecimiento y la supervivencia fueron similares entre las procedencias de Q. saponaria y C. alba , con la excepción de diferentes alturas observadas dentro de la procedencia de Q . saponaria . Se observó que el diámetro inicial del cuello de la raíz de Q . saponaria estaba correlacionado positivamente con la supervivencia de la plantación. Con la excepción de la fotosíntesis en Q . saponaria , todas las procedencias de ambas especies difirieron en los rasgos fisiológicos a nivel de hoja. Aquellas procedencias originarias de sitios de tierras secas del interior exhibieron una conductancia estomática más baja y usaron el agua de manera más eficiente. Lo opuesto fue cierto para las procedencias que vinieron de sitios costeros. En sitios de plantación con climas de tipo mediterráneo que han sido dañados por incendios severos, las selecciones basadas en plántulas de mayor diámetro, especialmente para Q . saponaria y de procedencias del interior y preandinas, probablemente mejorarán el éxito de la plantación.

Keywords: eco-technology; forest restoration; Mediterranean-type climate

Palabras claves: ecotecnología ; restauración forestal ; clima de tipo mediterráneo

by

Sergio E. Espinoza¹, Marco A. Yañez², Eduardo E. Martínez³, Marcos R. Carrasco‑Benavides⁴, Suraj A. Vaswani³, John Gajardo⁵ & Carlos R. Magni^3*