Patrones espaciales y procesos condicionantes en la diversificación específica de pinares mediterráneos de repoblaciónfactores ecológicos y selvícolas

Resumen

Los pinares de repoblación establecidos durante la segunda mitad del siglo XX ocupan amplias zonas de España. Muchas de estas masas son vulnerables a perturbaciones y factores de estrés y a menudo sufren un estancamiento sucesional debido su fase de desarrollo y a las elevadas densidades. Esto provoca una baja regeneración efectiva tanto de los propios pinos como de otros árboles de etapas intermedias y tardías de la sucesión forestal. El incremento de la resistencia y resiliencia ecológica de estas masas pasa por aumentar su diversidad estructural y específica, lo que representa un desafío científico y socioeconómico tanto en el escenario ambiental actual como en el previsto por el cambio climático. Para transformar estas masas, es necesario diseñar estrategias selvícolas de manipulación del dosel y el sotobosque del pinar que catalicen los procesos ecológicos que controlan la dinámica de estas masas y reduzcan la incidencia de los factores ambientales que limitan la implantación de la vegetación. Esta Tesis doctoral contribuye a crear las bases científicas necesarias para el diseño de dichas estrategias. El objetivo general fue estudiar los patrones espaciales y procesos que condición la diversificación específica, tanto activa mediante plantación como pasiva, por regeneración natural, de pinares mediterráneos de repoblación en respuesta a varios factores ecológicos. La hipótesis general fue que la regeneración de especies tardías e intermedias de la sucesión en el sotobosque de los pinares mediterráneos de repoblación está condicionada por las condiciones ambientales, y por las interacciones entre dichas condiciones y los atributos funcionales de las especies de plantas como su tolerancia a la sequía, su capacidad de enraizamiento y su estrategia de dispersión. En consecuencia, es posible manipular, mediante actuaciones selvícolas, las condiciones para optimizar la diversificación del sotobosque, tanto mediante plantación como el fomento de la regeneración natural. La Tesis doctoral consta de seis capítulos. El Capítulo 1 establece el marco conceptual de la Tesis y se presentan los antecedentes de los principales factores que pueden influir en la restauración activa y pasiva de los pinares mediterráneos de repoblación. Los siguientes tres capítulos (Capítulos 2-4) son de investigación. El Capítulo 5 integra y discute de una manera transversal los principales hallazgos de los trabajos de investigación en el contexto de la restauración de los pinares mediterráneos de repoblación. Se incluyen algunos resultados no presentados en los capítulos de investigación y se propone nuevas líneas futuras de investigación. Finalmente, el Capítulo 6 sintetiza las principales conclusiones de la tesis. En el Capítulo 2 cuantificamos el efecto de la microtopografía legada de la preparación de suelo, con una sucesión de caballones, surcos y zonas inalteradas, el tipo de arbusto del sotobosque del pinar y los propios pies de pino sobre la abundancia y estructura espacial del regenerado de árboles y arbustos de etapas intermedias y tardías de la sucesión. Demostramos que las zonas inalteradas por la preparación del suelo tienen un mayor potencial de regeneración que los caballones y surcos y que el reclutamiento fue, en general, más alto debajo de los arbustos que en los claros del sotobosque sugiriendo un efecto facilitador del matorral. Este efecto fue especialmente notorio bajo los individuos grandes de Juniperus oxycedrus que fueron puntos de nucleación, particularmente de las quercíneas. Los pies de pino también tuvieron un efecto de nucleador del reclutado especialmente de especies sinzoócoras (Quercus ilex y Quercus faginea), y eventualmente de alguna endozoócora (Rosa sp.), mientras que para otras plantas endozoócoras los pinos no afectaron su distribución en el espacio. Demostramos que, a pesar de la aparente homogeneidad de los pinares de repoblación, algunos elementos estructurales condicionan la estructura espacial y abundancia de la colonización de plantas leñosas tardías de la sucesión forestal. El Capítulo 3 es un experimento en el que se cuantifica la capacidad de enraizamiento en rizotrones de cuatro especies planifolias tardías e intermedias de la sucesión (Acer monspessulanum, Quercus pyrenaica, Sorbus torminalis y Q. ilex) en respuesta a un nivele moderados y bajos de luz. Dichos niveles de luz reproducen la luz en el sotobosque en dos tipos de claras ensayadas en un rodal de Pinus pinaster de 50 años. La cinética y estructura radical dependió más de las características funcionales de las especies que del incremento de luz. Acer monspessulanum y Q. pyrenaica mostraron la mayor velocidad de elongación y profundización radical. Los resultados de este capítulo permiten ayudar a seleccionar especies para su implantación bajo la cubierta de pinares de repoblación en base a su desarrollo radical en ambientes edáficos presumiblemente muy competitivos por la presencia del pinar. En el Capítulo 4 se estudió la supervivencia, crecimiento y desempeño fisiológico de las mismas especies de árboles estudiadas en el Capítulo 3, en respuesta a la reducción de la espesura del dosel del pinar tras la aplicación de claras de diferente tipo y peso: control (sin clara); clara baja de peso moderado, con una reducción del 20% del área basimétrica (AB); clara baja de peso fuerte con una reducción del 35% del AB; y clara por lo alto de peso fuerte con selección de árboles de porvenir con reducción del 35% del AB. La disminución de la espesura incrementó la percolación de precipitación del dosel, la humedad de suelo y la luz en el sotobosque, así como la supervivencia de todas las especies excepto de A. monspessulanum, que no se vio afectada y el crecimiento especialmente de S. torminalis. Las variaciones de supervivencia y crecimiento se relacionaron con un menor estrés hídrico durante los momentos más secos del verano, especialmente en las claras bajas moderadas. En síntesis, las claras redujeron los efectos negativos de la sombra seca como principal factor limitante del establecimiento del regenerado artificial y natural de especies tardías en el sotobosque de pinares mediterráneos de repoblación. Este efecto fue ligeramente superior en las claras de peso moderado, las cuales mantienen una cubierta de pinar reducida disminuyendo la competencia y la evaporación superficial. En conclusión, esta tesis demuestra la importancia de la estructura del dosel, de la composición y abundancia del sotobosque y de la microtopografía de los pinares de repoblación de P. pinaster en la regeneración natural y artificial de árboles y arbustos de etapas intermedias y tardías de la sucesión forestal. La influencia de dichos factores depende en buena medida de las características funcionales de las especies de plantas. La microtopografía heredada de la preparación de suelo y la capacidad facilitadora de algunos arbustos pioneros podrían considerarse en el diseño de estrategias de diversificación activa de los pinares de repoblación como micrositios favorables para la plantación de especies en el sotobosque. Asimismo, dado el papel facilitador de algunos arbustos pioneros del sotobosque, es importante su conservación en los tratamientos de desbroce. Finalmente, los resultados relacionados con los tratamientos de claras permiten establecer directrices para la gestión adaptativa de las masas artificiales de repoblación en un contexto de cambio climático.