Effects of changes in leaf quality and diversity of the riparian vegetation on headwater streams ecosystem functioning

Resumen

En regiones boscosas, la producción primaria de los arroyos está limitada debido a la escasa disponibilidad de luz. En consecuencia, la mayoría de las redes tróficas de los arroyos parecen estar alimentadas principalmente por aportes de materia orgánica alóctona procedente de la vegetación de ribera. Bajo un escenario de cambio global, se espera que la calidad y cantidad de dichos insumos cambien con implicaciones potenciales para los ecosistemas fluviales. Sin embargo, los efectos de tales cambios en el funcionamiento de los ecosistemas fluviales son difíciles de entender debido a la existencia de complejas interacciones dentro y entre las comunidades que hacen uso de los acúmulos de hojarasca. Esta tesis pretende arrojar algo de luz sobre cómo diferentes cambios en las propiedades de los aportes de materia orgánica a los ríos de cabecera pueden alterar el funcionamiento de estos ecosistemas. Para abordar ese objetivo, desarrollé diferentes experimentos de campo y laboratorio y analicé el proceso de descomposición de hojarasca como un indicador integrador del estado del ecosistema de los arroyos. En el primer capítulo, evalúo cómo los rasgos de las hojas pueden verse afectados por el cambio climático centrándome en rasgos persistentes tras la senescencia que generalmente han sido señalados como controladores de la descomposición de la hojarasca y, por lo tanto, tienen el potencial de ejercer importantes efectos en el funcionamiento de los ecosistemas fluviales. Los resultados de este capítulo sugieren una disminución de la calidad foliar intraespecífica en especies de ribera caducifolias con el calentamiento global en un plazo relativamente corto y apuntan a implicaciones significativas para los arroyos de montaña mediterráneos que actualmente se encuentran bajo galerías de bosque caducifolio. En los capítulos 2 y 3, investigo cómo la pérdida de la diversidad funcional de la vegetación de ribera o el establecimiento de densas plantaciones de pinos en las laderas de las cuencas pueden alterar procesos fluviales clave (descomposición de hojarasca, reciclado de nutrientes, producción secundaria, biomasa fúngica) y el papel potencial de las especies vegetales clave para aliviar tales efectos. Nuestros resultados respaldan una ralentización constante del proceso de descomposición y, por lo tanto, efectos sobre el funcionamiento del ecosistema fluvial, derivados de la pérdida de biodiversidad vegetal pero no como consecuencia de las plantaciones de pinos, siempre que existan franjas de vegetación ribereña a lo largo de los arroyos. Además, los resultados de ambos capítulos subrayan la importancia de las especies clave (fijadoras de N) a diferentes escalas (dentro del río y en la cuenca) como impulsores de los efectos de la diversidad de plantas o como amortiguadores de los efectos derivados de las plantaciones en los procesos del ecosistema estudiados. En el capítulo 4, analizo cómo los detritívoros pueden hacer frente a la invasión de las áreas ribereñas de sus arroyos por parte de plantas exóticas. Los resultados de este capítulo sugieren que detritívoros grandes con una capacidad digestiva excepcional para procesar hojarasca de baja calidad de especies nativas o invasoras pueden desempeñar un papel clave al facilitar el acceso a los nutrientes de la hojarasca recalcitrante a las especies de detritívoros pequeños simpátricos a través de la coprofagia. En general, los resultados presentados en esta tesis pueden ayudar a los gestores y legisladores en el diseño de programas de conservación ecológicamente sensibles y con sólida base científica.