Restauración de hábitats de yesos afectados por la explotación de canterasguía para asistir la recuperación de la vegetación. Restoration of gypsum habitats affected by quarrying: guidance for assisting vegetation recovery

Resumen

Gypsum soils in drylands support important habitats for conservation of unique specialised flora that must be preserved. Gypsum habitats are destroyed, fragmented and degraded by human activities, and several limitations challenge the recovery of gypsum vegetation. However, the restoration of vegetation after disturbance has only been partially addressed. The aim of this thesis is to study several methods to assist in the recovery of gypsicolous vegetation affected by quarrying in SE Spain under Mediterranean conditions. We assessed habitat current conditions and studied local native plant communities to establish references for restoration, addressed the effect of gypsum on plant development, determined the suitability of various soil treatments and revegetation methods, and explored the potential of lichen translocation to recover gypsum biological soil crusts. We focused on characteristic gypsicolous species included in the habitat of Community interest 1520 ‘Iberian gypsum vegetation, Gypsophiletalia’ affected by quarrying in centre-west Granada province (SE Spain). In Chapter 1 we determined the distribution, abundance and response to disturbance of the narrow endemic Ononis tridentata subsp. crassifolia to assess its conservation status. Habitat depletion from quarrying, assuming the projected exploitation plan suggests this subspecies should be categorized as Vulnerable and that its recovery and the ecological restoration of altered areas are required. In Chapter 2 and 3 we tested the effect of gypsum at different stages of plant development under controlled conditions, with the final aim of gaining insight into the propagation of a selection of native species for habitatrestoration purposes. Gypsum improved the efficiency in propagation of O. tridentata subsp. crassifolia and other important species in gypsum habitats. In Chapters 4, 5 and 6 we assessed the suitability of planting and sowing methods on four substrates (raw gypsum, gypsum spoil, topsoil or marls) alone or combined with surface treatments (organic matter addition or organic blanket overlays). Raw gypsum has higher cost but remarkable benefits for gypsophiles, particularly for O. tridentata subsp. crassifolia, what must be considered in the design of restoration plans. Topsoil increases plant cover, but should not be routinely used to restore gypsicolous vegetation. The conclusion is reached that gypsum spoil is the most recommendable bedding material for the general habitat restoration due to its low cost, wide availability, and satisfactory establishment of target vegetation. Building on this finding, in Chapter 7 we assessed the suitability of three hydroseeding methods to restore gypsicolous vegetation on quarry spoil slopes considering the effect of slope and aspect. Hydroseeding with wood fibre is recommendable in most situations, alternatives being the cheaper but less effective paper mulch on shallow slopes, or the more expensive paper mulch + blanket on steep slopes in case of high erosion risk. Shallow and southern-steep slopes are more suitable for the recovery of gypsum vegetation by hydroseeding, compared to northern-steep slopes where target species are outcompeted by non-target species. In Chapter 8, we tested how a selection of adhesives could improve translocation of a representative gypsum lichen-species to quarry spoils in rainfall-simulation and field experiments. We found making quarry-spoils wet allowed thalli to remain longer in place after translocation without compromising lichen vitality. This thesis contributes to a better restoration of gypsicolous vegetation affected by quarrying and improves the understanding of plant life on gypsum that will help to develop future programs for the management of gypsum habitats. Los suelos de yesos en zonas áridas son a menudo hábitats de interés para la conservación que albergan flora única especializada que ha de ser protegida. Los hábitats de yesos frecuentemente son alterados por la actividad humana y su recuperación puede revestir serias dificultades. Sin embargo, las medidas para restaurar la vegetación gipsícola han sido poco estudiadas. El objetivo de esta tesis es estudiar varios métodos para recuperar la vegetación gipsícola afectada por la minería en condiciones mediterráneas en el sureste ibérico. Para ello, evaluamos el hábitat y sus comunidades vegetales para establecer referencias apropiadas para la restauración, estudiamos el efecto del yeso en el desarrollo de especies autóctonas, determinamos la aplicabilidad de varios sustratos y métodos de revegetación, y exploramos el potencial del método de traslocación para restaurar la costra biológica del suelo. Este estudio se centra en especies características del hábitat de interés comunitario 1520 'Vegetación gipsícola ibérica, Gypsophiletalia' afectado por la minería en el centro-oeste de la provincia de Granada (SE de España). En el Capítulo 1 determinamos la distribución, abundancia y respuesta a la alteración del endemismo O. tridentata subsp. crassifolia y determinamos su estado de conservación. La perdida del hábitat ocasionada por la minería, asumiendo el plan de explotación proyectado, sugieren que esta subespecie ha de catalogarse como Vulnerable, siendo necesaria su recuperación y la restauración ecológica de las áreas degradadas. En los capítulos 2 y 3 evaluamos el efecto del yeso sobre distintas fases del desarrollo vegetal en condiciones controladas, con el objetivo de mejorar la propagación de una selección de especies para restaurar el hábitat. El yeso mejoró el desarrollo de O. tridentata subsp. crassifolia y otras especies características del hábitat. En los capítulos 4, 5 y 6 evaluamos la idoneidad de los métodos de siembra y plantación sobre cuatro sustratos (yeso bruto, rechazo de yeso, rescate o margas) solos o con tratamientos superficiales (adición de materia orgánica o colocación de mantas orgánicas). El yeso bruto tiene un coste superior pero favoreció notablemente a los gipsófitos, en particular a O. tridentata subsp. crassifolia, lo que ha de considerarse en el diseño de futuros planes de restauración. El rescate aumenta la cobertura vegetal, pero no debe recomendarse rutinariamente para restaurar la vegetación gipsícola. El rechazo de yeso es en conclusión el mejor material para la restauración general del hábitat debido a su bajo coste, disponibilidad y capacidad para establecer la vegetación objetivo. Basándonos en este resultado, en el Capítulo 7 evaluamos la idoneidad de tres métodos de hidrosiembra para restaurar la vegetación gipsícola en terraplenes de cantera considerando el efecto de la pendiente y la orientación. La hidrosiembra con fibra de madera es recomendable en la mayoría de las situaciones, siendo el mulch de pasta de papel una alternativa más económica pero menos eficiente en pendientes suaves, o el mulch de pasta de papel + manta orgánica más caro pero útil en pendientes fuertes con riesgo de erosión. Las pendientes suaves en general y las fuertes con orientación sur son más favorables para establecer la vegetación gipsícola mediante hidrosiembra, comparado con las pendientes fuertes orientadas al norte, donde las especies objetivo son desplazadas por especies generalistas. En el Capítulo 8, testamos en campo y en simulaciones de lluvia en interior cómo una selección de adhesivos podía mejorar la traslocación sobre rechazo de una especie de liquen representativa del hábitat. Descubrimos que humedecer el rechazo permite que los talos permanezcan más tiempo en el lugar de traslocación sin comprometer su vitalidad. Esta tesis mejora el conocimiento sobre la recuperación de la vegetación gipsícola afectada por la minería y contribuirá a desarrollar mejores programas futuros de restauración y manejo de los hábitats de yeso.