Modificación del régimen de precipitaciones en un matorral mediterráneo afectado por el fuegorespuestas de distintos grupos funcionales

Resumen

La disponibilidad hídrica se considera como el factor más limitante en el crecimiento y la distribución de las especies vegetales presentes en los ecosistemas mediterráneos, donde los rigores del clima imponen una doble adversidad a los sistemas biológicos: la escasez de precipitaciones y la irregularidad de las mismas. Por su parte, el fuego ha sido una perturbación recurrente en los ecosistemas mediterráneos durante los últimos miles de años, modelando su paisaje y las formaciones vegetales presentes en los mismos. Sin embargo, se espera que las condiciones en ambos factores varíen en el futuro, ya que con el cambio climático se proyecta un aumento en la frecuencia e intensidad de los periodos de sequía, lo cual unido a la elevación de las temperaturas provocará un aumento en el riesgo de incendios y en la ocurrencia de los mismos. En la presente tesis doctoral se muestran los resultados obtenidos a partir de un experimento de manipulación del régimen de precipitaciones llevado a cabo durante cinco años en un matorral mediterráneo del centro de la Península Ibérica. Para ello se instaló en campo un sistema de riego y cubiertas de exclusión de lluvia automatizadas, con las que se simularon varios tratamientos de sequía antes y después de llevar a cabo una quema experimental. El objetivo principal de este trabajo ha sido estudiar y entender mejor la respuesta frente a la sequía de la vegetación presente en estos ecosistemas de matorral, tanto en su estado maduro (antes del fuego) como en su fase juvenil (después del fuego). El estudio se ha realizado desde una perspectiva de grupos funcionales, intentando discernir si la respuesta frente a la sequía es diferente o no en especies con distinta estrategia de regeneración (especies semilladoras frente a rebrotadoras). Así mismo, el desarrollo del trabajo se ha realizado de una forma integral, estudiando desde la ecofisiología y la respuesta funcional a nivel de planta hasta la estructura y composición de la comunidad vegetal en su conjunto, pasando por la dinámica de las distintas poblaciones de plantas. La tesis doctoral se ha estructurado en cuatro capítulos en formato de artículos científicos: En el capítulo 1, “Modificación de los patrones de lluvia en un matorral mediterráneo: diseño del sistema, respuestas de las plantas y quema experimental”, se describe el diseño y la implantación del experimento de manipulación del régimen de precipitaciones. Los objetivos de este capítulo fueron evaluar el efecto de estas manipulaciones sobre la humedad del suelo y el microambiente de las parcelas, analizar las primeras respuestas de las plantas frente a la sequía antes de la quema experimental y reportar las características del fuego registradas en dicha quema. En el capítulo 2, “Diferencias en los rasgos morfo-fisiológicos de la hoja reflejan la respuesta del crecimiento frente a la sequía en una especie mediterránea semilladora pero no en una rebrotadora”, se presenta la respuesta de dos especies con diferentes características foliares y estrategias de regeneración (la semilladora Cistus ladanifer y la rebrotadora Erica arborea) frente a la sequía durante una estación de crecimiento antes del fuego. Los objetivos de este trabajo fueron entender mejor los mecanismos funcionales que las plantas utilizan para hacer frente a la sequía y determinar los principales rasgos morfo-fisiológicos de la hoja relacionados con el crecimiento de la planta. Una vez realizada la quema experimental de las parcelas de estudio, en el capítulo 3, “Los ambientes post-fuego son favorables para el funcionamiento de los arbustos mediterráneos semilladores y rebrotadores, incluso bajo sequía”, se describe la respuesta ecofisiológica frente a la sequía en las principales especies leñosas de la comunidad (Cistus ladanifer, Erica arborea, Erica scoparia y Phillyrea angustifolia) durante los tres primeros años después del fuego. Los objetivos de este capítulo fueron comparar la respuesta funcional de las plántulas y rebrotes respeto a las plantas adultas (es decir, quemado frente a no quemado), estudiar el efecto de la sequía post-incendio en estas respuestas e intentar discernir si existía o no una sensibilidad diferente entre especies con distinta estrategia de regeneración (semilladoras frente a rebrotadoras). Finalmente, en el capítulo 4, “Dinámicas post-incendio a corto plazo en un matorral mediterráneo sometido a una sequía experimental”, se muestra la dinámica de regeneración de la comunidad vegetal presente en la zona de estudio durante los cuatro primeros años después del fuego. En este caso, el objetivo del estudio fue evaluar el efecto de la sequía post-incendio en la dinámica poblacional de las principales especies leñosas semilladoras (Cistus ladanifer, Rosmarinus officinalis y Genista hirsuta) y rebrotadoras (Erica arborea, Erica scoparia y Phillyrea angustifolia), averiguar si la estrategia de regeneración (semilladoras frente a rebrotadoras) jugaba un papel clave en la recuperación de las especies y evaluar si los cambios a nivel poblacional, en caso de producirse, afectaban finalmente a la configuración de la comunidad en su conjunto. En resumen, los resultados obtenidos en la presente tesis doctoral nos muestran que el matorral mediterráneo presenta una alta resiliencia frente a la sequía, tanto antes como después del fuego, aunque algunas especies (especialmente las semilladoras) pueden verse afectadas negativamente por dicho factor. De hecho, hemos visto que los cambios que las plantas sufren a nivel funcional, pueden traducirse posteriormente a nivel poblacional y terminar afectando significativamente a la comunidad en su conjunto. Por ello, creemos que experimentos como el realizado en esta tesis, aun siendo complejos, son claves para estudiar y entender de una manera global el papel de la sequía y el fuego en los ecosistemas mediterráneos, ya que nos permiten abordar la respuesta de las plantas desde distintos niveles de análisis y a lo largo de diferentes momentos en su ciclo vital. Además, ahondar en nuestro conocimiento acerca de los efectos de la sequía y el fuego sobre la vegetación puede ser clave para entender y prever los efectos del cambio climático en los ecosistemas mediterráneos, puesto que las proyecciones nos indican que ambos factores jugarán un papel determinante en la futura composición, estructura y funcionamiento de muchos ecosistemas en dichas regiones del globo.