Efectos del cambio climático sobre la regeneración del bosque mediterráneouna aproximación experimental

Resum

En la presente tesis doctoral tratamos de analizar los efectos producidos por los posibles escenarios climáticos previstos para las próximas décadas en el funcionamiento de un ecosistema de montaña mediterránea. Para ello, hacemos una aproximación a diferentes niveles, pero partiendo en todos ellos de un diseño experimental común. En este diseño experimental simulamos bajo condiciones naturales tres escenarios climáticos que varían en el patrón de precipitación durante los meses de verano: veranos más secos de acuerdo a la reducción del 30% prevista por los principales modelos climáticos, veranos excepcionalmente húmedos mediante la simulación de tormentas de verano hasta alcanzar los máximos históricos en el área de estudio, y condiciones climáticas actuales durante el desarrollo del experimento. Estos diferentes escenarios climáticos se simularon en los tres principales hábitats que componen las montañas mediterráneas, es decir, zonas de bosque, bajo cobertura de matorral y en claros. En el capítulo 1 analizamos los efectos sobre la diversidad del banco de reclutas que se establecen de forma natural bajo las diferentes combinaciones de hábitats y escenarios climáticos. A pesar de las diferencias que existen en el establecimiento entre los distintos hábitats estudiados, encontramos que los veranos excepcionalmente húmedos son capaces de incrementar tanto el número de individuos como el número de especies establecidas, mientras que bajo el escenario más seco se reduce la densidad y diversidad del banco de reclutas. En el capítulo 2 estudiamos el crecimiento y la probabilidad de reclutamiento de ocho especies leñosas representativas de los principales grupos funcionales (matorrales pioneros, matorrales caducos y arbóreas) bajo la combinación de escenarios climáticos y estructura de hábitat. Un incremento en la precipitación es capaz de aumentar el crecimiento y la supervivencia de estas especies, mientras que la reducción sólo los disminuye en unos determinados casos. Estos resultados estuvieron además modulados por el tipo de hábitat. Las especies de matorral presentaron un mayor crecimiento y supervivencia, mientras que algunas de las especies arbóreas presentaron una elevada dependencia de los veranos más húmedos. En el capítulo 3 determinamos la resistencia a la sequía de estas mismas ocho especies leñosas, así como las relaciones entre la morfología y resistencia a la sequía, y entre crecimiento y supervivencia. De forma general, la resistencia a la sequía estuvo modulada por el hábitat, siendo mayor bajo cobertura de matorral y para las especies de matorral pionero, aunque una de las especies arbóreas (Quercus ilex) presentó también una elevada resistencia en todos los hábitats. Un mayor crecimiento o una mayor biomasa foliar por peso de planta (LMR) pueden incrementar la resistencia a la sequía, mientras que las especies con una mayor inversión en los órganos de captación de luz respecto a las estructuras para la captación de agua y nutrientes (LARMR) están menos preparadas para soportar la sequía. Además, no encontramos ningún indicio de compromiso entre crecimiento y supervivencia. En el capítulo 4 analizamos las consecuencias sobre la disponibilidad de nutrientes en suelo y su captación por microorganismos. Bajo un escenario más húmedo, la comunidad microbiana aumenta la captación de nutrientes, acelerando de esta forma su reciclado y disponibilidad para las plantas. Al contrario, al incrementarse la aridez se liberan al suelo una gran cantidad de nutrientes, que no pueden ser asimilados por las plantas debido a la falta de humedad para tomarlos en disolución, aumentando de este modo el riesgo de pérdida por erosión o escorrentía. Por último, en el capítulo 5 analizamos de una forma integrada mediante modelos de ecuaciones estructurales cuáles son los principales recursos que afectan al reclutamiento de las especies leñosas a través de las sucesivas fases demográficas. La emergencia de plántulas está principalmente determinada por las condiciones lumínicas, el crecimiento por la luz y la humedad durante los meses de verano, y la supervivencia especialmente por la disponibilidad hídrica estival. Sin embargo, las respuestas a la disponibilidad de estos recursos varían entre las diferentes especies y grupos funcionales de la comunidad. Una respuesta diferencial en el reclutamiento de las diferentes especies que conforman la comunidad bajo los distintos escenarios climáticos posibles puede alterar la dinámica, composición y estructura del ecosistema durante las próximas décadas.