Vulnerabilidad de especies mediterráneas frente a perturbaciones como sequías intensas e incendios
- Autores: Julio César Muñoz Rengifo
- Directores de la Tesis: Alberto Vilagrosa Carmona (dir. tes.), Esteban Chirino Miranda (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat d'Alacant / Universidad de Alicante ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Número de páginas: 170
- Tribunal Calificador de la Tesis: Emilia Gutiérrez Merino (presid.), Domingo Sancho Knapik (secret.), Antonio del Campo García (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Conservación y Restauración de Ecosistemas por la Universidad de Alicante
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RUA
- Resumen
- español
Los ecosistemas mediterráneos tienen una importante riqueza florística que proporciona una amplia gama de servicios ecosistémicos. La vegetación en estos ecosistemas está expuesta a largos períodos de sequía (es decir, períodos de verano caracterizados por altas temperaturas y bajas precipitaciones) y períodos de mayor disponibilidad de agua, desde otoño hasta la primavera: bajas temperaturas y lluvias más frecuentes, a veces concentradas en algunos eventos. Además, los períodos de sequías intensas fuera de temporada han aumentado durante las últimas décadas con una mayor frecuencia de eventos secos y de mayor duración. Los efectos de estas condiciones climáticas producen estrés hídrico en las plantas y pueden producir decaimiento de la vegetación, incluida la mortalidad de algunas especies. Además, los períodos secos conducen a la reducción del contenido global de agua del ecosistema, lo que lleva a niveles óptimos de inflamabilidad. Estos escenarios aumentan la probabilidad de grandes incendios forestales, que eliminan la vegetación y facilitan los procesos de erosión y degradación, entre otros impactos en los ecosistemas. La vegetación mediterránea ha desarrollado diferentes mecanismos que permiten a las plantas recuperarse de perturbaciones como la sequía y los incendios forestales. Específicamente, las plantas pueden enfrentarse a la falta de agua a través de varias estrategias funcionales tales como evitar, tolerar o escapar de la sequía. En relación con los incendios forestales, las plantas tienen la capacidad de rebrotar de rizomas, lignotubers y raíces después del fuego. Sin embargo, según las proyecciones del IPCC, la repetición de estas perturbaciones puede aumentar en el espacio y el tiempo y, en consecuencia, puede tener un mayor impacto en la dinámica de la vegetación y los ecosistemas. Este es el caso de varias áreas en la región valenciana después del extraordinario evento de sequía intensa ocurrido en 2014, donde las especies dominantes de bosques como el pino carrasco (Pinus halepensis) y la coscoja (Quercus coccifera) se debilitaron con eventos de decaimiento y mortalidad extensos en algunos casos. Además, estas poblaciones debilitadas mostraron una mayor vulnerabilidad a los ataques de plagas y episodios de muerte tardía, como se observó en el caso de los pinos, o la desaceleración en la recuperación después de una segunda perturbación en la coscoja, según se evaluó después de la roza de la biomasa imitando al efecto del fuego. Bajo estos escenarios de creciente riesgo de degradación ambiental, es esencial prevenir, mitigar e intentar revertir el impacto causado por estas perturbaciones. Estos objetivos se pueden lograr mediante la aplicación de programas de restauración forestal y técnicas de reforestación. Diferentes técnicas de restauración son aplicables a nivel de vivero o directamente en el campo y contribuyen a mejorar las características morfológicas y fisiológicas de las plantas, así como su resistencia al estrés ambiental y la capacidad competitiva en condiciones de limitación de recursos en campo. Sin embargo, bajo el efecto actual del cambio climático, la influencia positiva de algunas de estas técnicas puede ser limitada. La combinación de algunas de estas técnicas podría aumentar las posibilidades de supervivencia y crecimiento en el campo y garantizar un mayor éxito de los programas de reforestación.
Para obtener un conocimiento más profundo de los temas descritos anteriormente, diseñamos la presente tesis doctoral con los siguientes objetivos principales: i) evaluar la vulnerabilidad y la capacidad de recuperación de algunas especies arbustivas y arbóreas, características de los ecosistemas mediterráneos, frente a las principales perturbaciones de estos ecosistemas, como la sequía intensa e incendios forestales, y su frecuencia creciente por el efecto del cambio climático, y ii) analizar la combinación de diferentes técnicas de reforestación para mejorar el éxito de las acciones de reforestación en entornos altamente degradados.
Estos objetivos principales se desarrollaron en los siguientes objetivos específicos: 1) Evaluar el impacto y la capacidad de recuperación en cuatro poblaciones de pino carrasco (Pinus halepensis) afectadas por un grado diferente de mortalidad debido a un evento de sequía intensa en el pasado; 2) Evaluar la capacidad de recuperación en la coscoja (Quercus coccifera) bajo el efecto combinado de una sequía intensa, que produjo procesos de decaimiento, y un incendio posterior (imitado por tratamientos de roza intensa), y 3) Evaluar los efectos combinados del uso de contenedores forestales profundo, los tubos protectores y la eliminación de arbustos que aumentan las posibilidades de supervivencia y crecimiento en el alcornoque (Quercus suber) introducido en áreas altamente degradadas en la provincia de Valencia.
- English
Mediterranean ecosystems have an important floristic richness that provide a wide range of ecosystem services.
The vegetation in these ecosystems is exposed to long drought periods (i.e. summer periods characterized by high temperatures and low rainfall) and periods of greater water availability, from autumn to spring: low temperatures and more frequent rainfalls, sometimes concentrated in a few events. Moreover, periods of intense out of season droughts have been increasing during the last decades with lower frequency of rainfall events and longer in time. The effects of these climatic conditions produce water stress on plants and may produce vegetation die-off, including the mortality of some species. In addition, dry periods drive to the reduction of the global water content of the ecosystem, leading to optimal levels for flammability. These scenarios increase the likelihood of large forest wildfires, which remove the vegetation, and facilitate erosion and degradation processes, among other impacts on the ecosystems.
The Mediterranean vegetation has developed different mechanisms that allow plants to recovery from such disturbances as drought and wildfires. Specifically, plants can deal with droughts through several functional strategies such as avoiding, tolerating or escaping drought. In relation to wildfires, plants have the ability to resprout from buds and roots after fire. However, according to the IPCC’s projections, the recurrence of these disturbances may increase in space and time and, consequently, it may have a greater impact on vegetation and ecosystems dynamics. This is the case of several areas in the Valencian region after the extraordinary severe drought event occurred in 2014, where dominant species of forests such as Aleppo pine (Pinus halepensis) and kermes oak (Quercus coccifera) were weakened with extensive mortality events in some cases.
In addition, these debilitated populations showed higher vulnerability to pest attacks and later die-off episodes as observed in the case of pines, or the slowdown in recovery after a second perturbation in kermes oak, as evaluated in the above-ground biomass removal mimicking the effect of fire.
Under these scenarios of increasing environmental degradation risk, it is essential to prevent, mitigate and try to reverse the impact caused by these disturbances. These goals can be achieved through the application of forest restoration programs and restoration techniques. Different restoration techniques are applicable at nursery level or directly in the field and contribute to improve the morphological and physiological characteristics of the plants, as well as their resistance to environmental stress and competitive ability under resource limiting conditions. However, under the current effect of climate change, the positive influence of some of these techniques may be limited. The combination among some of these techniques could increase the chances of survival and growth in the field and may ensure a greater success of the reforestation programs.
To gain deeper knowledge in the above described topics we designed the present study with the following main objectives: i) to assess the vulnerability and resilience of some shrub and tree species, characteristics of Mediterranean ecosystems, against the main disturbances of these ecosystems such as extreme droughts and fires, and its increasing frequency by the effect of climate change, and ii) to analyze the combination of different reforestation techniques in improving the success of reforestation actions in highly degraded environments.
These main objectives were developed in the following specific objectives that correspond to the main chapters of this thesis: 1) To evaluate the impact and the recovery capacity in four Aleppo pine (Pinus halepensis) populations affected by a different degree of mortality because of a past intense drought event; 2) To evaluate the recovery capacity in kermes oak (Quercus coccifera) under the combined effect of an extreme drought, which produced die-off processes, and a subsequent (mimicked) fire; 3) To evaluate the combined effects of using forest deep containers treeshelters and shrub removal for increasing the chances for survival and growth in cork oak (Quercus suber) introduced in highly degraded areas in Valencia province
- español
