Resumen de Ecosystem services of mixed stands of scots pine and maritime pine: biodiversity conservation and carbon sequestration
- español
RESUMEN Muchos estudios destacan el papel de los bosques mixtos vs. monoespecíficos en el suministro de servicios ecosistémicos. La mayoría se centran en los efectos positivos de mezclar árboles diferentes, pero poco se sabe sobre la mezcla de especies del mismo género. Esta tesis evalúa la relación arbolado-sotobosque-suelo en seis tripletes de pino albar (Pinus sylvestris L.) y resinero (Pinus pinaster Ait) del norte-oeste de España. Cada triplete tiene dos parcelas dominadas por P.sylvestris o P.pinaster y una parcela mixta de ambas especies. En cada parcela, se estudió el suelo con una calicata de al menos 50 cm de profundidad, caracterizando los horizontes orgánicos y minerales. Se inventarió el sotobosque mediante diez cuadrados aleatorios de 1mx1m donde se estimó la cobertura de cada especie de sotobosque y el número individuos arbóreos regenerados. Las especies del sotobosque se clasificaron por biotipos de Raunkiær y se calculó la riqueza total del sotobosque. El arbolado se estudió a dos escalas espaciales (pequeña escala: parcelas de radio 4m, y a nivel de rodal: parcelas de radio 15m).
En primer lugar, se describieron dos tendencias en cationes intercambiables y carbono almacenado (Cstock) en el perfil edáfico: en la capa edáfica superior estos valores fueron mayores en los rodales de P.sylvestris, más bajos en los de P.pinaster e intermedios en los mixtos; este patrón se relacionó con el ratio C/N de la hojarasca. En capas intermedias, fueron más altos en los rodales mixtos y se relacionó con el mayor porcentaje de raíces finas.
Posteriormente, se encontró un gradiente de estrés hídrico asociado con la composición del arbolado: P.pinaster tolera mayor estrés hídrico que P.sylvestris. Los rodales mixtos mantienen el nivel de riqueza como en los rodales de P.sylvestris bajo mayor estrés hídrico. También se identificó un gradiente edáfico de fertilidad definido por el Cstock y el stock de magnesio intercambiable. Los hemicroptófitos, más abundantes en los rodales mixtos, fue el único biotipo del sotobosque asociado con la fertilidad edáfica.
Además, se constató que el porcentaje de área basal de ambos pinos fue la única característica forestal que influyó en la composición del sotobosque y en la regeneración forestal. En los rodales de pino albar dominaban especies de zonas húmedas (P.sylvestris regenerado) y en los rodales de pino resinero dominaban especies de áreas bien drenadas (P.pinaster regenerado). La mayor regeneración del melojo endémico en rodales mixtos se acompaña de especies del sotobosque que comparten su nicho.
Finalmente, se encontró un sobre-rendimiento arbóreo a pequeña escala en los rodales mixtos relacionado con la mayor eficiencia en el uso del espacio gracias a la complementariedad de nicho edáfico (agua y fertilidad). Además, no se encontró un efecto negativo del sobre-rendimiento arbóreo en la riqueza del sotobosque.
Parece que esta mezcla de pinos supone una ventaja competitiva sobre los rodales monoespecíficos ya que contribuyen a incrementar la acumulación de carbono, a aumentar la producción forestal, a conservar el regenerado de especies endémicas y a mantener la riqueza del sotobosque en peores condiciones.
- English
ABSTRACT Many studies highlight the role of mixed vs monospecific forests to supply ecosystem services. Most reports of positive effects of the mixture of different trees, but little is known about the mixture of the same genus trees. This thesis assessed the overstory-understory-soil relationships of six triplets of Scots pine (Pinus sylvestris L.) and Maritime pine (Pinus pinaster Aiton.) of northern Spain. Each triplet has two plots dominated either by P. sylvestris or P. pinaster and one mixed plot of both species. In each plot, the soil was studied by one soil pit of at least 50 cm depth for organic and mineral horizons characterization. The understory was analyzed by ten inventories randomly located of one square meter, where the cover of every understory species and the number of individuals of the regeneration trees was estimated. The understory species data were codified according to Raunkiær´s life-forms, and the understory richness was also calculated. The overstory study was developed at two scales (small-scale: plots of 4 m radius, and stand-level: plots of 15 m radius).
First of all, two trends were found in carbon storage (Cstock) and exchangeable cations in the soil profile: in the topsoil, these values were higher in P. sylvestris stands, lower in P. pinaster stands and intermediate in mixed stands; this pattern was related to the forest floor C:N ratio. In the intermediate soil layers, it tended to be higher in mixed stands and it was related to the higher percentage of fine roots.
After, a water-stress gradient associated with the overstory composition was found: P. pinaster tolerates higher water-stress than P. sylvestris. Mixed stands maintained the same level of understory richness than P. sylvestris monospecific stands under greater water stress. In addition, a soil fertility gradient defined by Cstock and exchangeable-magnesium stocks was identified. Hemicryptophytes, more abundant in mixed stands, were the only understory life-form linked to soil fertility.
Also, the percentage of the basal area of both Pinus species was found to be the only stand characteristic that influenced on understory composition and tree regeneration. In the Scots pine stands dominated Humid zones species (P. sylvestris regeneration) and in Maritime pine stands dominated well-drained area species (P. pinaster regeneration). In mixed stands, the highest native Pyrenean oak regeneration was accompanied by species that share the same niche.
Finally, a small-scale overyielding was found in mixed stands related to the more efficiency in the use of space by both Pinus species, thanks to soil water and fertility niche complementarity. No negative effect on the understory richness was found that was maintained in mixed stands thanks to hemicryptophytes.
Seems to exist a competitive advantage of the mixed forests of Scots pine and Maritime pine over the respective monospecific stands since, it helps to improve carbon accumulation, to increase the forest productivity, to conserve the endemic regeneration and to maintain understory richness under worse conditions.
