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Gayana. Botanica
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ISSN (Print) 0016-5301 - ISSN (Online) 0717-6643
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  • Invasions in mountains: How much have we advanced in the last 10 years and
           what are the challenges for the ecosystems of the Andes'

    • Abstract: RESUMEN Durante la última década ha existido un gran interés en comprender el proceso de invasión de plantas exóticas en los ecosistemas de la Cordillera de los Andes, debido a que presentan una alta diversidad especies endémicas y son una fuente importante de servicios ecosistémicos. Por lo tanto, esta revisión tiene como objetivo evaluar el estado actual del conocimiento sobre la invasión de plantas en los ecosistemas de montaña de la Cordillera de los Andes. Mediante una revisión sistemática cuantitativa que integró publicaciones realizadas en los periodos 1997 2017, se buscó identificar la productividad científica durante los últimos 10 años, las principales tendencias de investigación y comprender cómo los procesos de cambio global afectarán el proceso de invasión. Se determinó que las publicaciones por año incrementan linealmente (R2=0,68), siendo más notorio durante los últimos 10 años (2008-2017). Más del 50% de las publicaciones se concentraban en estudios realizados en ecosistemas andinos de Chile y Argentina. Las temáticas más desarrolladas fueron nuevos reportes de especies exóticas (18,48%) y el estudio de las perturbaciones antrópicas como agentes promotores de la invasión (16,38%). En base a los patrones de investigación se ejemplificó cómo los factores antrópicos modelan los patrones de distribución de especies exóticas en los ecosistemas de los Andes y cómo los patrones de cambio global tendrán implicancias en los patrones de redistribución de las especies exóticas. Finalmente se concluye que es necesario potenciar los estudios experimentales sobre cambio climático, la evaluación de impactos y la generación de protocolos de control y manejo de especies exóticas.ABSTRACT During the last decade, there has been a great interest in understanding the process of invasion of exotic plants in the ecosystems of the Andes mountain range, because they have a high diversity endemic species and are an important source of ecosystem services. Therefore, this review aims to assess the current state of knowledge about the invasion of plants in the mountain ecosystems of the Andes mountain range. Through a systematic quantitative review that I integrate publications made in the periods 1997-2017. The aim was to identify scientific productivity during the last 10 years, the main research trends and understand how global change processes will affect the invasion process. We determined that publications per year increase linearly (R2 = 0.68), being more noticeable during the last 10 years (2008-2017). More than 50% of the publications were concentrated in studies carried out in Andean ecosystems in Chile and Argentina. The most developed themes were new reports of exotic species (18.48%) and the study of anthropic disturbances as agents promoting invasion (16.38%). Based on the research patterns, it was exemplified how the anthropic factors model the patterns of distribution of exotic species in the ecosystems of the Andes and how the patterns of global change will have implications for the redistribution patterns of the exotic species. Finally, we conclude that it is necessary to strengthen experimental studies on climate change, impact assessment and the generation of control and management protocols for exotic species.
       
  • Effects of functional diversity on evapotranspiration rate: an annual
           analysis of three Chilean temperate forests

    • Abstract: RESUMEN Existe un vínculo entre la diversidad de ecosistemas forestales y el proceso ecosistémico evapotranspiración (ET). Sin embargo, hay un escaso conocimiento de este vínculo en bosques templados del sur de Sudamérica. Dada la influencia de la ET en servicios ecosistémicos relevantes, como la regulación hidrológica o climática, es importante comprender el efecto del cambio en la composición de las especies sobre este proceso. El objetivo de esta investigación fue determinar la relación entre diversidad funcional y la variación estacional de ET usando como modelo de estudio tres ecosistemas forestales nativos que difieren en estructura, composición de especies dominantes y proporción de estrategias fenológicas. El patrón general muestra que existe una relación negativa significativa entre la media ponderada comunitaria del atributo área foliar específica; CWM- SLA y el proceso ET. Encontramos cambios estacionales en ET en los tres ecosistemas, la que fue mayor en primavera-verano. Existe una relación positiva entre el porcentaje de especies siempreverdes en el dosel y ET total anual de cada ecosistema. Esto explicaría la relación negativa entre CWM-SLA y ET, ya que el ecosistema que presenta mayor proporción de especies siempreverdes corresponde al de menor CWM-SLA. Los resultados de este estudio contribuyen a dar relevancia a la diversidad funcional de ecosistemas forestales nativos sobre un proceso ecosistémico crucial para la provisión de diversos servicios ecosistémicos. Estudios posteriores podrían evaluar el efecto de la pérdida de diversidad funcional sobre procesos ecosistémicos con el fin de relevar la necesidad de conservar y/o restaurar el bosque nativo desde esta perspectiva.ABSTRACT There is a link between the diversity of forest ecosystems and the evapotranspiration (ET) ecosystem process. However, there is little knowledge of this link in temperate forests of southern South America. Given the influence of ET in relevant ecosystem services, such as hydrological or climatic regulation, it is important to understand the effect of the change in species composition on this process. The objective of this research was to determine the relationship between functional diversity and the seasonal variation of ET using three native forest ecosystems that differ in structure, composition of dominant species and proportion of phenological strategies as a study model. The general pattern shows that there is a significant negative relationship between the community weighted average of the specific leaf area attribute; CWM-SLA and the ET process. We found seasonal changes in ET in the three ecosystems, which was greater in spring-summer. There is a positive relationship between the percentage of evergreen species in the canopy and total annual ET of each ecosystem. This would explain the negative relationship between CWM-SLA and ET, since the ecosystem with the highest proportion of evergreen species corresponds to the one with the lowest CWM-SLA. The results of this study contribute to giving relevance to the functional diversity of native forest ecosystems over a crucial ecosystem process for the provision of various ecosystem services. Subsequent studies could assess the effect of the loss of functional diversity on ecosystem processes in order to relieve the need to conserve and/or restore the native forest from this perspective.
       
  • Orites myrtoidea (Proteaceae): effect of cold stratification in seed
           germination and indolebutyric acid on rooting of cuttings

    • Abstract: RESUMEN Se estudió la propagación por semillas y por estacas de Orites myrtoidea (“Radal enano”), un arbusto con potencial ornamental de la familia Proteaceae, nativo de Chile y Argentina. A partir de material recolectado en otoño en la cordillera de la comuna de Pinto, Región de Ñuble, se evaluó el efecto en la germinación de semillas de 4 niveles de estratificación húmeda a 10° C (0, 7, 14 y 21 días), más uno de ácido giberélico (250 ppm) como control positivo, y el porcentaje y grado de enraizamiento de estacas con 5 niveles de inmersión rápida en solución de Ácido Indol Butírico (AIB) (0, 1.000, 2.000, 3.000 y 4.000 ppm) y un nivel de AIB en formulación en polvo (1.500 ppm). Los mayores porcentajes de germinación se obtuvieron con estratificación por 21 días y con inmersión en ácido giberélico, 80 y 92%, respectivamente. En la propagación vegetativa el porcentaje de enraizamiento superó el 90% en todos los tratamientos, sin embargo, todas las estacas tratadas con AIB presentaron un enraizamiento moderado a abundante, superior al control, en el cual se obtuvo un enraizamiento escaso a moderado.ABSTRACT Propagation by seeds and cuttings was studied in Orites myrtoidea (“Dwarf Radal”), a shrub with ornamental potential that belongs to the Proteaceae family and it is native to Chile and Argentina. The plant material was collected in the autumn in the Andes mountain range from Pinto, Bío Bío Region. Four levels of moist stratification at 10°C (0, 7, 14, and 21 days), and one level using Gibberellic acid (250 ppm) as a positive control, were tested to determine the effect on seed germination. The cutting's rooting percentages and grades were determined by testing 5 levels of quick dip in IBA liquid solution (0; 1,000, 2,000, 3,000 and 4,000 ppm) and one level using IBA in powder formulation (1500 ppm). The highest germination percentages were found with 21 days stratification and with immersion in Gibberelic acid, 80% and 92%, respectively. In vegetative propagation the rooting percentage was over 90% in all treatments, however, all IBA-treated cuttings had a medium to abundant rooting, superior to the control, which had a scarce to moderate rooting.
       
  • Composition and floristic diversity of dry forests in the Meseta de
           Cacaxtla, Sinaloa, Mexico

    • Abstract: RESUMEN Se estudió la composición florística, riqueza (S), heterogeneidad (H'), equidad (J') y similitud en y entre el bosque tropical caducifolio (BTC) y bosque espinoso (BE) de cuatro sitios del Área de Protección de Flora y Fauna Meseta de Cacaxtla, Sinaloa, México de junio a noviembre de 2016. En el área se localizan los parches más meridionales del bosque espinoso en el noroeste de México, comparándose por primera vez en la región ambos bosques secos. Se realizaron transectos lineales de 50 x 2 m replicados 10 veces, sumando 0,1 ha, ordenando por familias, géneros, especies, formas de crecimiento cada uno de los individuos registrados y se obtuvieron valores por los coeficientes de Shannon-Wiener, Pielou y Jaccard. Resultaron 28 familias, 68 géneros y 92 especies de formas arbóreas, arbustivas y trepadoras. Las familias con mayor riqueza de géneros, especies y formas de crecimiento fueron Fabaceae, Cactaceae, Euphorbiaceae y Malvaceae; los géneros más diversos en especies fueron: Bursera, Caesalpinia y Randia. El BTC registró 83 especies y el BE 69. Los valores de heterogeneidad H' fueron altos, y variaron de 3,20 hasta 3,65 bits/ind. Los valores de equidad (J') oscilaron entre 0,74 y 0,86. La similitud, arrojó valores entre 0,338 y 0,479. La comparación entre Las Labradas (BE) y El Rancho Las Palomas resultó en una menor cantidad de especies compartidas, presentando la mayor tasa de recambio de especies entre ambos bosques secos. La composición y diversidad florística fue alta en los bosques secos representativos de la Meseta de Cacaxtla.ABSTRACT The floristic composition, richness (S), heterogeneity (H'), evenness (J') and similarity were studied inside and between the tropical deciduous forest (BTC) and thorn scrub (BE) of four sites from the Area of Protection of Flora and Fauna Meseta de Cacaxtla, Sinaloa, Mexico from June to November 2016. In this area are located the southernmost patches of thorn scrub in northwest Mexico, comparing for the first time in the region both dry forests. Linear transects measured 50 x 2 meters were replicated 10 times adding to 0.1 ha, then each of the registered individuals were ordered by families, genera, species and growth forms and at last the values were obtained by the Shannon-Wiener, Pielou and Jaccard coefficients. There were found 28 families, 68 genera and 92 species of arboreal, shrub and climbing forms. The families with higher richness of genera, species and forms of growth were Fabaceae, Cactaceae, Euphorbiaceae and Malvaceae; the most diverse genera in species were: Bursera, Caesalpinia and Randia. The BTC registered 83 species and the BE 69. The heterogeneity values (H') were high, and varied from 3.20 to 3.65 bits/ind. The evenness values (J') ranged between 0.74 and 0.86. The similarity generate values between 0.338 and 0.479. The comparison between Las Labradas (BE) and El Rancho Las Palomas resulted in a lower number of shared species, presenting the highest rate of species turnover between both dry forests. The floristic composition and diversity were high in the representative dry forests of the Meseta de Cacaxtla.
       
  • Microalgal taxonomic diversity from shallow acidophilus freshwater bodies
           from the south of Chile

    • Abstract: ABSTRACT This research is the first taxonomic approach about the microalgae inhabiting shallow acidophilus freshwater bodies (Chapito pool, “small dam” and Tepual stream) within the Katalapi Park, X Region, Chile. A total of 80 taxa were identified based on morphocytological attributes, being the Streptophyta-Zygnematophyceae the most abundant group with a dominance of Desmidiaceae (47 species), follow by Cyanobacteria (14), Euglenophyceae (12), Chlorophyta-Chlorophyceae (5), and Dinophyceae and Ochrophyta-Raphidophyceae with one taxon each group. The genera with the higher number of species were Cosmarium (12), Closterium (11) and Staurastrum (8). The pH ranged from 5.0 to 6.1 during the recollection period. Most of the desmids species identified (70.2 %) are from acidophilus environments, 48.6 % are indicators of mesotrophy and 21.6% of meso-oligotrophic habitats. Twenty-four species are cited for the first time for Chile. Although the study was restricted to a relatively small area, the results suggest that a great diversity of microalgae might be also found in similar ecological areas within the country.RESUMEN Esta investigación es el primer aporte taxonómico sobre las microalgas que habitan en cuerpos de agua acidófilos, someros (Laguna Chapito, “pequeño tranque” y estero Tepual) al interior del Parque Katalapi, X Región, Chile. Se identificó un total de 80 taxa basado en atributos morfocitológicos, siendo el grupo Streptophyta-Zygnematophyceae el más abundante con dominancia de Desmidiaceae (47 especies), seguido por Cyanobacteria (14), Euglenophyceae (12), Chlorophyta-Chlorophyceae (5), y Dinophyceae y Ochrophyta- Raphidophyceae con un taxón cada grupo. Los géneros con el mayor número de especies fueron Cosmarium (12), Closterium (11) y Staurastrum (8). El rango de pH durante el periodo de recolección fluctuó entre 5,0 a 6,1. La mayoría de las especies de desmidiaceas identificadas (70,2 %) son de ambientes acidófilos, el 48,6 % son indicadoras de mesotrofía y el 21,6% de hábitats meso-oligotróficos. Veinticuatro especies se citan por primera vez para Chile. Aunque el estudio estuvo restringido a un área relativamente pequeña, los resultados sugieren la potencialidad de encontrar una gran diversidad de microalgas en áreas ecológicas similares en el país.
       
  • Seasonal patterns of growth phenology and nutrient dynamics in four
           matorral shrubs in Central Chile

    • Abstract: ABSTRACT Chile is one of five global regions exhibiting a mediterranean-type climate regime characterized by evergreen sclerophyll shrublands. These matorral shrublands which dominate the foothills and slopes of the Coastal Mountains and foothills of the Andes in central Chile have received much less study than evergreen shrublands in other mediterranean-type climate regions of the world. Phenological development, growth, and nutrient dynamics of the four widespread matorral shrub species, Lithrea caustica (Anacardiaceae), Colliguaja odorifera (Euphorbiaceae), Kageneckia oblonga (Rosaceae), and Retanilla trinervia (Rhamnaceae), were monitored in central Chile from 1971 to 1975. The four study species all demonstrated growth dynamics and nutrient relations similar to chaparral shrub species of southern California. The species exhibited a sequential development of phenological stages in leaf components following fall precipitation. Colliguaja with relatively shallow root systems showed a sharp peak of new leaf production at the beginning of summer, dropping quickly as summer drought occurred. Another shallow- rooted species while Retanilla initiated leaf production in the late winter, earlier than the other two species, and presented a growth pattern dependent on soil moisture availability. Lithrea and Kageneckia, a more deep-rooted species, initiated leaf production in late spring and continued through the summer. Overall, Chilean shrubs exhibited higher nutrient contents than those of chaparral shrubs in California, suggesting a difference in soil nutrient availability. Reproductive tissues represent a significant portion of the new biomass and nutrient allocation in all four matorral shrubs. Biomass allocation of new tissues (i.e. new leaves, new stems and reproductive tissues) ranged from 8.2% in Retanilla to 16.7% in Colliguaja. Overall, the phenology and nutrient relations of matorral shrubs were similar to those found in chaparral, shrubs indicating that the similar climate regimes can lead to convergence in leaf traits, phenology, and nutrient relationships.RESUMEN Chile es una de las cinco regiones en el mundo que presenta clima de tipo mediterráneo, caracterizado por matorrales esclerófilos perennifolios. Estos matorrales arbustivos que dominan las estribaciones y laderas de la Cordillera de la Costa, y las estribaciones de los Andes en Chile central, han sido mucho menos estudiados que los matorrales perennifolios de otras regiones mediterráneas en el mundo. El desarrollo fenológico, el crecimiento y la dinámica en el contenido de nutrientes de las cuatro especies arbustivas más ampliamente distribuidas en el matorral de Chile central, Lithrea caustica (Anacardiaceae), Colliguaja odorifera (Euphorbiaceae), Kageneckia oblonga (Rosaceae) y Retanilla trinervia (Rhamnaceae), fueron monitoreadas entre 1971 y 1975. Las cuatro especies mostraron una dinámica de crecimiento y relaciones en el contenido de nutrientes similares a las especies de arbustos del chaparral del sur de California. Las especies exhibieron un desarrollo de estados fenológicos en los componentes foliares, cuya secuencia sigue la caída de precipitaciones. Colliguaja, con un sistema radicular relativamente poco profundo, mostró un marcado punto máximo en la producción de hojas nuevas a comienzos del verano, cayendo rápidamente a medida que llega la sequía del verano. Mientras que otra especie, Retanilla, de raíces poco profundas, inició la producción de hojas a fines del invierno, antes que las otras dos especies, y presentó un patrón de crecimiento dependiente de la disponibilidad de humedad del suelo. Lithrea y Kageneckia, especies de raíces más profundas, iniciaron la producción de hojas a fines de la primavera y continuaron durante el verano. En general, los arbustos chilenos presentan mayores contenidos de nutrientes que los arbustos del chaparral en California, lo que sugiere una diferencia en la disponibilidad de nutrientes del suelo. Los tejidos reproductivos representan una porción significativa de la asignación a biomasa nueva y de nutrientes en las cuatro especies de arbusto del matorral. La asignación de biomasa a tejidos nuevos (i.e., hojas y tallos nuevos, y tejidos reproductivos) varió de 8,2% en Retanilla a 16,7% en Colliguaja. En general, la fenología y dinámica del contenido de nutrientes de los arbustos del matorral fueron similares a las encontradas en el chaparral, con arbustos que indican que similares regímenes climáticos pueden conducir a convergencia en rasgos foliares, fenología y relaciones de nutrientes.
       
  • An analysis of modern pollen rain on an elevational gradient in the
           High-Andes of Central Chile (33°)

    • Abstract: RESUMEN Los registros polínicos superficiales pueden ser una herramienta para caracterizar la vegetación de una determinada zona y, al igual que los registros de vegetación establecida, son aplicables para clasificar formaciones vegetales y determinar su diversidad. Aunque algunos estudios muestran la relación polen- vegetación en Chile, pocos han explorado la diversidad polínica según gradientes altitudinales y la sensibilidad del polen como marcador de pisos vegetales. Mediante identificación morfológica, análisis de conglomerados y zonificación, se emplearon muestras de polen superficial para determinar grupos polínicos representativos de distintos niveles altitudinales y relacionar estas entidades con pisos vegetales ya establecidos. Adicionalmente, en tres cuencas de los Andes de Chile central, comparamos la diversidad polínica entre dichos pisos, como una medida integradora de la composición y abundancia del polen. En la cuenca de Laguna del Viento, cuatro grupos polínicos coincidieron con los pisos vegetales previamente definidos en la literatura: subandino, andino y altoandino, el último de los cuales fue subdividido en dos grupos. En la cuenca de El Yeso se determinaron dos grupos polínicos, todos correspondientes al piso andino. Finalmente, en la cuenca de El Volcán se registraron dos grupos polínicos, relacionados con los pisos vegetales subandino y andino. Solamente en una cuenca la diversidad polínica disminuyó con la altitud. Nuestros resultados muestran que la sensibilidad polínica permite diferenciar pisos vegetales, pero con una menor resolución que la brindada por los estudios vegetales clásicos. Esto se debe, probablemente, a factores diferenciales como la resolución taxonómica y la producción y dispersión del polen.ABSTRACT The superficial pollen records are tools for the vegetal reconstruction of a certain area. Like a plant record, pollen can be used to classify plant formations and determine plant diversity. Although some studies show the relationship between pollen and vegetation in Chile, few have explored the pollen diversity in an altitudinal gradient and its sensitivity as a marker of altitudinal belts. Consequently, we used pollen samples of surface soil and by means of morphological identification, cluster analysis and zonation we determined the pollen groups that represent the vegetation floors in an altitudinal gradient. Moreover, we compared pollen diversity among these floors for three basins of the Chilean Central Andes as a comprehensive index of the pollen composition and abundance. In the Laguna del Viento basin, four pollen groups coincided with the plant floors previously defined in the literature: sub Andean, Andean, and High Andean. The latter one was subdivided into two groups. In the El Yeso basin, two pollen groups were determined, all corresponding to the Andean floor, and finally in the El Volcán basin, two pollen groups were recorded that are related to the sub Andean and Andean vegetation floors. On the other hand, only in one basin the pollen diversity decreased with the altitude. These results showed that pollen assemblages can distinguish plant floors, but with a lower resolution than when using established flora, probably due to the pollen taxonomic resolution, differential production and dispersal factors.
       
  • Can hydraulic traits help to explain the current distributional limits in
           two Nothofagus species in the Chilean Andes'

    • Abstract: RESUMEN Los Andes de Chile es un gradiente geográfico latitudinal con una marcada variación de sus condiciones climáticas. A lo largo de sus laderas se distribuyen la siempreverde Nothofagus dombeyi y la decidua Nothofagus pumilio, las cuales difieren en sus hábitos foliares, extensión de sus rangos y límites de distribución latitudinal. La ecología vegetal propone que las condiciones climáticas desfavorables son factores limitantes en la distribución de las especies arbóreas, y que las respuestas de los rasgos funcionales hidráulicos permiten entender los mecanismos a los que subyace la distribución actual de estas. Hipotetizamos que ambas especies tendrán bajos valores promedio de la conductividad hidráulica específica de hoja (K L ) y del xilema (K S ) en poblaciones cercanas a sus límites de distribución comparado con poblaciones centrales, ya que las primeras tienen predominantemente condiciones climáticas desfavorables. Cuantificamos in situ la K L y K S , en poblaciones cercanas a los límites septentrionales y meridionales como una población central para N. dombeyi y N. pumilio a lo largo de los Andes de Chile. Los resultados muestran que ambas especies el K L y K S tuvieron valores promedios más bajos en sus sitios septentrionales y meridionales comparados con sus sitios centrales. Además, el desempeño hidráulico de los individuos de N. pumilio del sitio central fue mayor que N. dombeyi. Concluimos que una menor conductividad hidráulica asociada a los límites de distribución para ambas especies estudiadas, implica una menor probabilidad de verse afectadas por el embolismo, independiente de su hábito foliar, mostrando una convergencia funcional hidráulica frente a menor disponibilidad de agua o frío.ABSTRACT The Andes of central Chile is a geographical gradient with a marked variation in its climatic conditions. Along its slopes, are distributed the evergreen Nothofagus dombeyi and deciduous Nothofagus pumilio species that show differences in their leaf habits, range extensions, and in their limits of latitudinal distribution. Plant ecology proposes that unfavorable climatic conditions are limiting factors that determine the tree species distributions and that the functional hydraulic traits responses allow understanding the mechanisms underlying the current distribution of them. We hypothesize that both species will have lower mean values of K L and K S in populations near to distribution limits compared with middle populations due that unfavorable climatic conditions are predominant in the latitudinal range limits. We quantify in situ the leaf (K L ) and xylem (K S ) specific hydraulic conductivities in populations of N. dombeyi and N. pumilio near their northern and southern limits of distribution as well as in a middle population along Chilean Andes. Results showed that both species had lower mean values in populations near northern and southern limits compared to populations distributed in middle sites. Also, we found that the hydraulic performance population of N. pumilio distributed in the middle site had higher than N. dombeyi. We concluded that lower hydraulic conductivity associated with distribution limits for both study species implies a lower probability of being affected by embolism, independently of their leaf habits, showing a functional hydraulic convergence to low water availability or cold.
       
  • Rediscovery of a species and its new classification as a subspecies of
           Alstroemeria garaventae (Alstroemeriaceae) de Chile

    • Abstract: ABSTRACT We redescribed an uncertain species from the Achibueno and Ancoa valleys, Linares province, Chile. We have changed its status to a subspecies: Alstroemeria garaventae subsp. longaviensis. It differs from the typical subspecies in the minor size of the tepals and of the inflorescense leaves, shows a southern distribution and grows at lower altitude than the typical subspecies.
       
  • New record for Avellanita bustillosii Phil. (Euphorbiaceae) in the Region
           of Valparaíso, Chile

    • Abstract: ABSTRACT Two new populations of Avellanita bustillosii Phil., an endemic endangered (EN) shrub of Chile central, is documented near Putaendo, Valparaíso. This new record constitutes the fifth and sixth population of the species, which extends the northern boundary of distribution and a establishes a new altitudinal boundary.
       
  • Early response of woody species regeneration after “Las Máquinas”
           anthropogenic fire in the Maule Region, Chile

    • Abstract: The post-fire woody plant species regeneration was assessed in a Nothofagus glauca dominated forest and a clearcutting of Pinus radiata. Native species showed a high vegetative regeneration capacity after wildfire. However, an invasion of seedlings of Pinus radiata is occurring, especially in the N. glauca forest.
       
 
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