Abies pinsapo (Boiss.), the Andalusian endemic fir

El pinsapo (Abies pinsapo, Boiss.) es un abeto, relicto del Terciario, endémico de tres sierras de las provincias de Málaga (Sierra de las Nieves, Sierra Bermeja) y Cádiz (Sierra de Grazalema), en la zona occidental de las Cordilleras Béticas. Se distribuye entre 1000 y 1700 m de altitud, ocupando poco más de 2000 Ha, siempre en laderas umbrías con orientación norte, donde recibe abundante precipitación orográfica (desde 1000 hasta incluso 3000 mm anuales). En la franja basal de su distribución forma bosques mixtos con encinas, quejigos e incluso alcornoques; mientras que, en bandas altitudinales más elevadas, tiende a formar bosques puros, los pinsapares, cuya fisiognomía asemeja la de un bosque de coníferas templado-boreal, a pesar de encontrarse inmersos en una región de clima Mediterráneo. La excepcionalidad y singularidad biogeográfica del pinsapo, compartida con la del resto del grupo de abetos circum-mediterráneos, deriva de una extraordinaria concatenación de eventos que incluye el levantamiento de cordilleras costeras con el choque de las placas tectónicas eurosiberiana y africana, la progresiva aridificación del clima en la cuenca mediterránea que se inicia a mediados del Mioceno, seguida de la alternancia de periodos glaciares y de calentamiento climático interglaciar durante el Cuaternario; y de la existencia, entre tantos avatares que jugaban en su contra, de refugios locales que permitieron su pervivencia como especie relicta. Como resultado de su singularidad biogeográfica, los pinsapares constituyen islas de biodiversidad, con numerosas especies asociadas, tanto de plantas como de animales, muchas de ellas también endémicas. Asimismo, representan un modelo excepcional para el seguimiento de síntomas tempranos del calentamiento climático.Abies pinsapo (Boiss.) is a relict, endemic fir species, that growths at Sierra de las Nieves and Sierra Bermeja (Málaga), and Sierra de Grazalema (Cádiz), in the western part of the Betic Mountain Range (S. of the Iberian peninsula). It is currently distributed within 1000-1700 m a.s.l., occupying about 2000 Ha only, in north-facing slopes, where local geographic and orographic determinants allows for very high precipitation values (from 1000 up to 3000 mm). In its basal altitudinal range, Abies pinsapo forms mixed forests with several Quercus species (Q. rotundifolia, Q. faginea, and even Q. suber). At higher altitude, it forms dense and pure stands, the "pinsapares", that resemble, in physiognomic terms, temperate-boreal conifer forests, despite being within a mediterraneantype climate region. The biogeographic singularity of Abies pinsapo, shared with that of the rest of circum-mediterranean fir species, resulted from an extraordinary concatenation of events, including the collision of the Eurasian and African tectonic plaques and the formation of coastal mountain ranges around the Mediterranean basin, the progressive aridification of the climate that took place from the mid-Miocene, the fluctuation between glacial a inter-glacial periods during the Quaternary, and the existence of local refuges that enabled its survival as a relict species. As a result of their biogeographic singularity, the "pinsapares" represent biodiversity islands, holding many associated endemic plant and animal species. They also constitute a specially suitable model to assess for early-warning signs of the global warming.La mayor parte de los estudios realizados han sido posibles con la financiación del M.E.C., proyectos PB98-0309, BOS2000-0897 y REN2003-09509

Caracterización estructural de poblaciones de Abies pinsapo Boiss. en la Sierra de Yunquera (Málaga)

Los pinsapares son una de las formaciones forestales más singulares de la Península Ibérica. La especie arbórea dominante (Abies pinsapo Boiss.), presenta un elevado valor biogeográfico y paisajístico, integrando un hábitat de reducida extensión, exclusivo de ciertas montañas de clima mediterráneo pero con elevadas precipitaciones. Se realizó una caracterización de la estructura actual del pinsapar, a partir de la cual hemos podido inferir su evolución tras las medidas de protección emprendidas por distintas administraciones desde mediados del siglo XX. El trabajo se ha desarrollado en el pinsapar de Yunquera (Málaga) el cual se encuentra incluido dentro del Parque Natural de la Sierra de las Nieves. Se seleccionaron 35 parcelas de muestreo, donde se evaluó la estructura del dosel y el sotobosque. Los pinsapares de Yunquera se desarrollan entre 1000 y 1600 m con una abundancia máxima a 1300m. La densidad de individuos es alta en las bandas altitudinales intermedias pero en las zonas próximas al límite inferior de distribución los valores de densidad presentan una elevada dispersión. La estructura de la masa forestal es relativamente homogénea con predominio de las clases diamétricas inferiores a 20 cm. La elevada densidad de la masa sugiere una situación de elevada competencia intraespecífica, que en ocasiones causa en los individuos estrés por falta de luz, agua o nutrientes y, en consecuencia, una mayor vulnerabilidad ante perturbaciones ambientales y ataques por patógenos

Factores climáticos determinantes de la dinámica poblacional en Abies pinsapo

Se ha realizado una caracterización bioclimática de la especie Abies pinsapo BOISS. un abeto endémico del sur de la Península Ibérica y del norte de Marruecos. El trabajo se ha desarrollado en el Parque Natural de la Sierra de las Nieves (Málaga) a partir de datos climáticos de estaciones pluviométricas y termopluviométricas. Para la caracterización bioclimática se empleó el coeficiente pluviotérmico de Emberger y el valor de Intensidad Bioclimática Seca (IBS). Las condiciones climáticas locales han sido estudiadas para los últimos años, especialmente en cuanto a episodios de sequía, y sus variaciones orográficas. Los resultados del trabajo ofrecen una adecuada caracterización climática del área de distribución actual de A. pinsapo y han permitido identificar los factores climáticos más determinantes en la dinámica de la especie. Se discuten las características bioclimáticas de A. pinsapo contrastándolas con las de otras coníferas y frondosas forestales de la región Mediterránea. El área de estudio es de tipo Mediterráneo Pluviestacional–Oceánico. Se distinguen dos pisos altitudinales: el mesomediterráneo superior, que coincide con el límite inferior del pinsapar en la zona de estudio, y el supramediterráneo. Los valores del coeficiente pluviotérmico de Emberger se corresponden con los de bosques mediterráneos húmedos y el valor promedio de IBS es comparable al de los pinos más orófilos de la Península e inferior al de los mejor adaptados a la sequía. Los resultados ilustran el carácter relicto de la especie, restringida a zonas de clima mediterráneo pero con una elevada pluviometría y con una tolerancia a estrés hídrico inferior a la del resto de especies forestales presentes en su área de distribución

Relaciones Suelo-Planta en Bosques de Abies pinsapo Boiss. Disponibilidad de Nutrientes y Estatus Nutricional

Relaciones Suelo-Planta en Bosques de Abies pinsapo Boiss. Disponibilidad de Nutrientes y Estatus Nutricional. Se han evaluado las relaciones entre las propiedades del suelo y el estado nutricional de los árboles en pinsapares del Paraje Natural Los Reales de Sierra Bermeja y del Parque Natural Sierra de las Nieves (Málaga-España). Se seleccionaron pinsapares que difieren en cuanto a su estado sucesional (masas agradativas versus maduras) y sustrato litológico (serpentinas versus calizas), en los que se evaluaron variables morfoedáficas de perfiles de suelo, y se analizaron las concentraciones de nutrientes en muestras de suelo, hojarasca y acículas. Los suelos de pinsapares calcáreos en fase agradativa (Yunquera) mostraron las menores concentraciones de macro y micronutrientes totales. Esto se correspondía con contenidos también mínimos de N y P en tejidos foliares, indicando la existencia de un estrés nutricional general, como es habitual en masas forestales en fase de exclusión de tallos (máxima competencia intraespecífica). No obstante, la presencia de relaciones N/P foliares normales implica que dicho estrés nutricional no ha desencadenado desbalances internos entre dichos nutrientes en los árboles. En pinsapares calcícolas maduros (Ronda), la mayor acumulación de materia orgánica en la hojarasca y el suelo superficial se relaciona con un aumento de la disponibilidad de nutrientes en el suelo, y una reducción en el estrés nutricional de los árboles. El pinsapar serpentinícola de Los Reales de Sierra Bermeja mostró niveles anormalmente elevados de N, y de las relaciones N/P, tanto en el suelo como en los tejidos foliares. Estos síntomas son característicos de ecosistemas forestales en una fase temprana del denominado síndrome de saturación de nitrógeno, asociado a disfunciones en el ciclo del N

Linking biogeochemical variability and microbial community structure in forest soils: Abies pinsapo-fir forests as a study case

Tradicionalmente, los estudios biogeoquímicos consideraban el suelo como una "caja negra", conectada con el resto del ecosistema mediante flujos de entrada y de salida de nutrientes, en la que éstos experimentan transformaciones mediadas en gran parte por microorganismos desconocidos. El desarrollo de nuevas técnicas moleculares ha incrementado el conocimiento sobre las comunidades microbianas del suelo. Estudios recientes han puesto de manifiesto correspondencias entre la variabilidad de la disponibilidad de nutrientes y la estructura de la comunidad microbiana en suelos forestales. A este respecto, hemos empleado bosques de Abies pinsapo como modelo ya que muestran una gran variabilidad biogeoquímica asociada a diferencias litológicas y sucesionales, mientras que la estacionalidad mediterránea provoca una alta variabilidad intra anual en la disponibilidad de nutrientes. Además, existen pinsapares sujetos a limitación o a saturación de nitrógeno. Mediante análisis del polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción terminal (T-RFLP), hemos puesto de manifiesto que los patrones de variabilidad biogeoquímica descritos en los pinsapares se corresponden con cambios en la composición y estructura de sus comunidades bacterianas.Traditionally, soil has been considered as a "black box", connected to the rest of the ecosystem by input and output fluxes, where nutrients are transformed mainly through processes controlled by unknown microorganisms. The development of new molecular techniques has increased our knowledge about microbiological soil communities. Recent studies reveal that change in nutrient availability in forest soils is associated with shifts in the soil community structure. We have used Abies pinsapo fir forests as a model case to this regard, since they show a marked among-sites biogeochemical variability due to changes in lithology and successional status, while Mediterranean seasonality determines high intra-year variability in nutrients availability. Moreover, A. pinsapo forests that are either N-limited or N-saturated do exist. Using terminal restriction fragments length polymorphism (T-RFLP) analysis we have demonstrated that these patterns of biogeochemical variability are associated with shifts in the structure of the soil bacterial communities

Relaciones Suelo-Planta en Bosques de Abies pinsapo Boiss. Disponibilidad de Nutrientes y Estatus Nutricional

RESUMEN. Relaciones Suelo-Planta en Bosques de Abies pinsapo Boiss. Disponibilidad de Nutrientes y Estatus Nutricional. Se han evaluado las relaciones entre las propiedades del suelo y el estado nutricional de los árboles en pinsapares del Paraje Natural Los Reales de Sierra Bermeja y del Parque Natural Sierra de las Nieves (Málaga-España). Sc seleccionaron pinsapares que difieren en cuanto a su estado sucesional (masas agradativas versus maduras) y sustrato litológico (serpentinas versus calizas), en los que se evaluaron variables morfoedáficas de perfiles de suelo, y se analizaron las concentraciones de nutrientes en muestras de suelo, hojarasca y acículas. Los suelos de pinsapares calcáreos en fase agradativa (Yunquera) mostraron las menores concentraciones de macro y micronutrientes totales. Esto se correspondía con contenidos también mínimos de N y P en tejidos foliares, indicando la existencia de un estrés nutricional general, como es habitual en masas forestales en fase de exclusión de tallos (máxima competencia intraespecífica). No obstante, la presencia de relaciones NIP foliares normales implica que dicho estrés nutricional no ha desencadenado desbalances internos entre dichos nutrientes en los árboles. En pinsapares calcícolas maduros (Ronda), la mayor acumulación de materia orgánica en la hojarasca y el suelo superficial se relaciona con un aumento de la disponibilidad de nutrientes en el suelo, y una reducción en el estrés nutricional de los árboles. El pinsapar serpentinícola de Los Reales de Sierra Bermeja mostró niveles anormalmente elevados de N, y de las relaciones NIP, tanto en el suelo como en los tejidos foliares. Estos síntomas son característicos de ecosistemas forestales en una fase temprana del denominado síndrome de saturación de nitrógeno, asociado a disfunciones en el ciclo del N.Palabras clave. Abies pinsapo, Sierra de las Nieves, Sierra Bermeja, macronutrientes, relaciones suelo- planta.ABSTRACT. Soil-Plant relationships in Abies pinsapo Boiss-Fir Forests. Nutrient Availability and Nutritional Status. Relationships between soil profile properties and the tree nutritional status have been evaluated in Pinsapo-fir (Abies pinsapo, Boiss.) forests at Los Reales de Sierra Bermeja Natural Site and Sierra de las Nieves Natural Park (Málaga -Spain). Pinsapo stands widely differing in sucesional status (agradative versus old-growth stands) and lithology (serpentinic versus calcarcous substrate) were selected. Soil profile-development and nutrients in soil, littler and needles have been compared to the plant community development and parent material. Overall macro- and micronutrients availability was low in young calcareous pinsapo stands (agradative phase). Foliar tissues at these stands showed minima N and P concentrations, indicating a general nutritional stress; although nutritional unbalances were absence as indicated by normal NIP ratios in foliar tissues. As a consequence of the progressive build-up of the organic matter pool in the litter and surface soil layers along with succession, nutrient availability in calcareous pinsapo forests was the highest at the old-growth stands, and the tree nutritional stress appeared to be relieved. The serpentinic pinsapo forest at Los Reales de Sierra Bermeja showed very high levels of nitrogen and N/P ratios, both in the soil and foliar tissues. These preliminary results suggest this pinsapo forest is at an early phase of the N saturation syndrome.Keywords. Abies pinsapo, Sierra de las Nieves, Sierra Bermeja, macronutrients, plant-soil relations

Alternativas de manejo para mitigar los síntomas de saturación de N en ecosistemas forestales

Altas tasas de deposición crónica de N pueden derivar en el declive de ecosistemas forestales tras alcanzar un estado se saturación de nitrógeno (N). La pérdida en la capacidad de retener N y un incremento en la pérdida de N por lixiviación son los principales síntomas de la saturación de N. El objetivo de este trabajo ha sido sintetizar la información existente sobre los distintos tipos de manejo que se pueden aplicar para mitigar estos síntomas. Estos tratamientos se basan en incrementar la demanda de N por la vegetación manteniendo un estado de desarrollo inmaduro del bosque con altas tasas de crecimiento. Los fuegos prescritos, los tratamientos de aclareo y la fertilización con nutrientes limitantes, son las opciones de manejo más usadas para incrementar la capacidad de retención de N de los bosques. En resumen, el resultado de estos trabajos sugiere que el efecto de las diferentes prácticas de manejo depende de su intensidad y de las condiciones iniciales del bosque

Transcriptome Analysis and Intraspecific Variation in Spanish Fir (Abies pinsapo Boiss.)

Spanish fir (Abies pinsapo Boiss.) is an endemic, endangered tree that has been scarcely investigated at the molecular level. In this work, the transcriptome of Spanish fir was assembled, providing a large catalog of expressed genes (22,769), within which a high proportion were full-length transcripts (12,545). This resource is valuable for functional genomics studies and genome annotation in this relict conifer species. Two intraspecific variations of A. pinsapo can be found within its largest population at the Sierra de las Nieves National Park: one with standard green needles and another with bluish-green needles. To elucidate the causes of both phenotypes, we studied different physiological and molecular markers and transcriptome profiles in the needles. “Green” trees showed higher electron transport efficiency and enhanced levels of chlorophyll, protein, and total nitrogen in the needles. In contrast, needles from “bluish” trees exhibited higher contents of carotenoids and cellulose. These results agreed with the differential transcriptomic profiles, suggesting an imbalance in the nitrogen status of “bluish” trees. Additionally, gene expression analyses suggested that these differences could be associated with different epigenomic profiles. Taken together, the reported data provide new transcriptome resources and a better understanding of the natural variation in this tree species, which can help improve guidelines for its conservation and the implementation of adaptive management strategies under climatic change.This research was funded by research projects “Genómica funcional del pinsapo” and “Genómica del pinsapo: Estudios estructurales y funcionales” (grant numbers UMA18-FEDERJA-018 and P20-00507-R, funded by Junta de Andalucía, PAIDI) and “Modulators of adaptive capacity to climate change in forests: integration from the landscape to the gene/transcriptome in relict mountain conifers (CoMoReAdapt)” (grant number CGL2013-48843-C2-1-R, funded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness, National Program for R + D+i). Partial funding for open access charge: Universidad de Málag

Estudios prácticos en ecosistemas forestales. Adquisición de competencias profesionales desde la docencia de la Ecología

La docencia de asignaturas con un alto grado de especificidad puede servir de manera especialmente eficaz para incorporar materiales, técnicas y diseños aplicados a la resolución de problemas prácticos, lo más cercanos posible a la realidad social y las necesidades que demanda el mundo laboral. Presentamos una experiencia de formación eminentemente profesional con alumnos que cursan Espacios Naturales, en la titulación de Ciencias Ambientales. Para ello algunos de los créditos prácticos de las asignaturas se han organizado en forma de trabajos de investigación/gestión de masas forestales. Consideramos que los alumnos han adquirido competencias profesionales análogas a las desarrolladas por las empresas de consultoría y gestión ambiental o forestal, así como competencias más específicas, relacionadas con el diseño experimental, la toma, análisis e interpretación de datos y capacidades para la redacción y transmisión de los trabajos experimentales en forma de informes científico-técnicos.Artículo revisado por pare