Effects of Slash on Herbaceous Communities in Pinyon–Juniper Woodlands of Northern Arizona

Abstract

Scattering slash (downed woody materials) after tree removal is increasingly prescribed by land managers as a treatment to promote the establishment and growth of understory vegetation in pinyon–juniper woodlands. However, the effects of scattering slash on soil resources and plant communities are poorly understood and often confounded with the release from tree competition. In order to examine how slash affects plant establishment, soil stability, soil nutrients, and soil microbiota, we initiated a 2 × 2 full factorial experiment with two levels of seeding and two levels of slash additions within 30 intercanopy spaces, repeated at two intact pinyon–juniper woodland sites with different soil characteristics in northwestern Arizona. Pretreatment data were collected in 2003 and posttreatment responses were measured in 2004 and 2005. Total plant cover increased within all treatments; however, grasses increased significantly only in the seed-and-slash treatment at both sites. In addition, a greater proportion of seed-and-slash plots contained more reproductively active grasses compared to seed-only plots. Slash treatments also resulted in significantly less sediment movement compared to nonslash treatments. Changes in soil nutrients were not observed, except available NO3-N decreased significantly in slash treatments. Arbuscular mycorrhizal potential and microbial biomass carbon increased as a result of the slash treatment. Addition of woody materials appeared to have general effectiveness at improving the ecological function of soils and promoting understory establishment and thus may be considered a desirable treatment for improving degraded conditions. La dispersión de la tala (materiales leñosos derribados) después de la remoción del árbol es prescrita cada vez más por los administradores de tierras como un tratamiento para promover el crecimiento y el establecimiento de la vegetación del sotobosque en los bosques de pino piñonero y enebro. Sin embargo, los efectos de la dispersión de la tala en las comunidades de plantas y en los recursos del suelo son pobremente comprendidos y a menudo confundidos con la liberación de la competencia arbustiva. En orden para examinar como la tala afecta el establecimiento de la planta, la estabilidad del suelo, los nutrientes del suelo y la micro biota del suelo, nosotros iniciamos un experimento factorial completo 2 × 2 con dos niveles de siembra y dos niveles de adicción de tala en 30 espacios dentro del dosel, repitiéndolo en dos sitios intactos de bosque de pino piñonero y enebro de diferentes características de suelo en el noroeste de Arizona. Los datos previos al tratamiento fueron colectados en el 2003 y las respuestas posteriores al tratamiento fueron medidas en el 2004 y 2005. La cobertura vegetal total aumentó en todos los tratamientos, sin embargo las hierbas aumentaron significativamente sólo en el tratamiento de semilla y tala en ambos sitios. Además, una mayor porción de parcelas semillas y tala contuvieron más hierbas reproductivamente activas comparadas a las parcelas de solo semilla. Los tratamientos de tala también resultaron significativamente en menos movimiento de sedimento comparado a los tratamientos de no tala. No se observaron cambios en los nutrientes del suelo, excepto el N03-N disponible que disminuyó significativamente en los tratamientos de tala. El potencial micorrízico arbuscular y el carbono en la biomasa microbiana se incrementaron como resultado al tratamiento de tala. La adicción de los materiales leñosos parece tener una efectividad general en mejorar la función ecológica de los suelos y en promover el establecimiento del sotobosque, y de este modo se podría considerar como un tratamiento conveniente para mejorar las condiciones degradadas.