Efecto de las condiciones ambientales en la dinámica sucesional y la estructura de la vegetación de montaña mediterránea

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Ecología. Fecha de lectura: 15 de enero de 201

Integrando escalas y métodos LTER para comprender la dinámica global de un espacio protegido de montaña: el Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido

Los espacios protegidos, por el hecho de albergar una gran geo-biodiversidad y asegurar una baja intervención humana, constituyen lugares muy adecuados para el seguimiento de organismos y procesos a escala ecológica, así como para la obtención de series temporales largas a escala geológica. En el marco de la red LTER-España, el Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido (PNOMP) y el Instituto Pirenaico de Ecología-CSIC están impulsando estudios para la detección de cambios a distintas escalas mediante variados métodos y aproximaciones. Destacamos aquí los más consolidados, entre los que se encuentran los análisis de registros de sedimentos en lagos, espeleotemas en cuevas, la dinámica de uno de los pocos glaciares activos de la Península ibérica, el análisis físico-químico de aguas corrientes e ibones de alta montaña, el registro del cambio climático actual en árboles longevos, la afección que éste ejerce sobre masas actuales de pinos en el límite superior del bosque y de abetales en zonas húmedas, la matorralización de algunos pastos y los procesos mecanicistas que subyacen, la reorganización de la diversidad florística en pastos tras el abandono paulatino o drástico de la ganadería, la biodiversidad de las comunidades alpinas y la dinámica poblacional de especies amenazadas o indicadoras de hábitats o de motores de cambio global. Los seguimientos ecológicos actuales muestran que tanto el cambio climático como el de usos del suelo están teniendo una considerable trascendencia en la fisionomía y la estructura de algunos de los ambientes más icónicos y frecuentes del parque (deterioro del glaciar, termofilización de la flora en cumbres alpinas, densificación del bosque en su límite superior, pérdida de productividad en algunos pastos supraforestales, etc.). También sugieren una importante variabilidad espacial en los procesos (por ej. en el PNOMP conviven pastos matorralizados y pastos muy estables), y evidencian que los cambios observados no siempre siguen los paradigmas establecidos (por ej., las especies amenazadas mantienen dinámicas poblacionales estables). La integración de resultados parciales proporcionados por cada aproximación relativiza la importancia de las percepciones que cada estudio destaca por separado, y permite medir los cambios actuales en el marco de referencia de los cambios a escala geológica. Predecir la resistencia y resiliencia de los ecosistemas o las poblaciones de seres vivos para enfrentarse a los futuros cambios ambientales es complicado, no sólo por la falta de conocimientos disponibles sino también porque las respuestas que observamos no siempre son tan rápidas o lineales como se espera. La modelización constituye una herramienta cada vez más utilizada, pero requiere de evidencias reales para validar sus pronósticos, por lo que la observación de los procesos que actúan en el PNOMP ha de incluir un esfuerzo continuado de monitorización multiescalar y multidisciplinar de los distintos componentes de la geo, hidro-, crio- y biosfera, sin olvidar el componente humano. Entender la complejidad supone conectar las interacciones que existen entre todos los sistemas y ponderar sus efectos según las escalas de trabajo.Instituto Pirenaico de Ecología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, EspañaEmpresa pública SARGA, EspañaJOLUBE Consultor Botánico, Editor y Fotógrafo, EspañaDepartament d’Ecologia, Universitat de Barcelona, EspañaUnidad de Tres Cantos, Instituto Geológico y Minero de España, EspañaInstitut de Recerca de Biodiversitat, Universitat de Barcelona, EspañaParque Nacional de Ordesa y Monte Perdido, Españ

Phenotypic plasticity masks range-wide genetic differentiation for vegetative but not reproductive traits in a short-lived plant

Genetic differentiation and phenotypic plasticity jointly shape intraspecific trait variation, but their roles differ among traits. In short-lived plants, reproductive traits may be more genetically determined due to their impact on fitness, whereas vegetative traits may show higher plasticity to buffer short-term perturbations. Combining a multi-treatment greenhouse experiment with observational field data throughout the range of a widespread short-lived herb, Plantago lanceolata, we (1) disentangled genetic and plastic responses of functional traits to a set of environmental drivers and (2) assessed how genetic differentiation and plasticity shape observational trait-environment relationships. Reproductive traits showed distinct genetic differentiation that largely determined observational patterns, but only when correcting traits for differences in biomass. Vegetative traits showed higher plasticity and opposite genetic and plastic responses, masking the genetic component underlying field-observed trait variation. Our study suggests that genetic differentiation may be inferred from observational data only for the traits most closely related to fitness

Phenotypic plasticity masks range-wide genetic differentiation for vegetative but not reproductive traits in a short-lived plant

Publication history: Accepted - 19 May 2021; Published - 5 August 2021.Genetic differentiation and phenotypic plasticity jointly shape intraspecific trait variation, but their roles differ among traits. In short-lived plants, reproductive traits may be more genetically determined due to their impact on fitness, whereas vegetative traits may show higher plasticity to buffer short-term perturbations. Combining a multi-treatment greenhouse experiment with observational field data throughout the range of a widespread short-lived herb, Plantago lanceolata, we (1) disentangled genetic and plastic responses of functional traits to a set of environmental drivers and (2) assessed how genetic differentiation and plasticity shape observational trait–environment relationships. Reproductive traits showed distinct genetic differentiation that largely determined observational patterns, but only when correcting traits for differences in biomass. Vegetative traits showed higher plasticity and opposite genetic and plastic responses, masking the genetic component underlying field-observed trait variation. Our study suggests that genetic differentiation may be inferred from observational data only for the traits most closely related to fitness.Eesti Teadusagentuur, Grant/Award Number: PRG609 and PUT1409; Academy of Finland; Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada; Science Foundation Ireland, Grant/Award Number: 15/ERCD/2803; Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities, Grant/Award Number: IJCI-2017- 32039; European Regional Development Fun

Infraestructuras para la Artesanía en el Albaicín de Granada

Infraestructuras para la Artesanía en el Albaicín de Granada. Convocatoria Marzo. Plan 1975. Proyecto fin de carrera. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Arquitectur

Infraestructuras para la Artesanía en el Albaicín de Granada

Infraestructuras para la Artesanía en el Albaicín de Granada. Convocatoria Marzo. Plan 1975. Proyecto fin de carrera. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Arquitectur

Developmental instability as an index of adaptation to drought stress in a Mediterranean oak

An increase in temperature and water deficits caused by the ongoing climate change might lead to a decline growth rates and threaten the persistence of tree species in drought-prone areas within the Mediterranean Basin. Developmental instability (the error in development caused by stress) may provide an index of the adaptability of woody plants to withstand climatic stressors such as water shortage. This study evaluated the effects of drought stress on growth variables in three stands of a Mediterranean oak (Quercus faginea) exposed to differing climatic conditions (xeric, mesic and cooler) along an altitudinal gradient in northeastern Spain, in two climatically contrasting years (wet and dry years). Two indices of developmental instability, fluctuating and translational asymmetries, which reflect environmental stress, were measured in leaves and current-year shoots, respectively. We also measured branch biomass and fractal complexity of branches as indicators of the species' performance. After a period of drought the individuals' at the most xeric site presented lower developmental instability and less branch biomass than did the individuals from the mesic and cooler sites. We interpret that difference as an adaptive response to drought which reflects a trade-off between maintenance of homeostasis and growth when water is scarce. The study demonstrated that developmental instability constitutes a useful index to assess the degree of adaptation to stressful environmental conditions. The assessment of developmental instability in sites and years with contrasting climatic conditions provides a means of quantifying the capacity of plants to develop plastic adaptive responses to climatic stress.We gratefully acknowledge the support of the Spanish Economy and Competition Ministry (PN-MICINN) (CGL2008-00655/BOS and CGL2011-27259). We thank the AEMET for providing meteorological information. We thank G. Montserrat-Martí for providing relevant information of the oak trees populations. We also thank Bruce MacWhirter and two anonymous referees for critically reading and providing helpful suggestions on the manuscript.Peer Reviewe

Modeling shrub encroachment in subalpine grasslands under different environmental and management scenarios

Woody plants are spreading in many alpine and subalpine ecosystems and are expected to continue increasing in response to land abandonment and global warming. This encroachment threatens species diversity, and considerable efforts have been deployed to control it. In this study, we combined a lattice model and field data to investigate the efficiency of different management strategies in controlling shrub encroachment in alpine grasslands. The model parameter values were estimated in the field based on the thorny shrub Echinospartum horridum (erizón) which is currently encroaching in central Spanish Pyrenees. Our study shows that encroachment could accelerate if climate warming continues. Different management scenarios consisting of a gradient of livestock pressures, fire events and mechanical removal were simulated to identify scenarios able to control the expansion of shrubs into grasslands. Our study shows that grazing alone cannot stop encroachment. Rather, a combination of grazing and shrub removal (either by fire or mechanical removal) is needed, and our model can help estimate the frequency and intensities of the shrub removal. This model can be used to investigate the consequences of different management scenarios and environmental variability which could be of practical value in the preservation of alpine grasslands. © 2013 Elsevier Ltd.We gratefully acknowledge the support of the Spanish Science and Innovation Ministry (PN-MICINN) (CGL2008-00655/BOS) and Spanish Environmental Ministry (MMAMRM 002/2007). The Ordesa-Monte Perdido National Park (OMPNP) provided logistic support and access to the national park. We thank the AEMet for providing meteorological information. We thank Bruce MacWhirter and Sara Palacios and two anonymous referees for critically reading and providing helpful suggestions on the manuscript. SK's research is founded by a Humboldt fellowship from the Alexander von Humboldt foundation to S.K.Peer Reviewe

Signed networks in ecology : New challenges for understanding ecological communities

International audienc

Clearing vs. burning for restoring Pyrenean grasslands after shrub encroachment

Anthropogenic activities have modified vegetation on subalpine belts for a long time, lowering the treeline ecotone and influencing the landscape mainly through grazing and fire. The abandonment of these traditional land use practices during the last decades and global warming are contributing largely to the colonization of woody species in subalpine grasslands, causing irreversible changes in ecosystem functioning. A variety of management strategies requiring the use of fire and/or clear-cutting are carried out to prevent the expansion of highly encroaching shrubs and improve the conservation status of subhumid high-productive grasslands ecosystems. However, it is still poorly understood how different management strategies affect the recovery of subalpine grasslands, which is influenced concurrently by the vegetation community involved. In this study we used field experiments to test the impact of management treatments on soil properties and vegetation responses in subalpine Bromion erecti grassland communities colonized by the pyrophyte shrub Echinospartum horridum (Vahl) Rothm. on the southern Pyrenees. Vegetation was monitored for 5 years in E. horridum plots (two plots per treatment) where the vegetation was removed by prescribed fire (Burnt treatment) or by mechanical removal (Clear-cut treatment). Undisturbed E. horridum plots were used as a control (C-Erizón) for shrub removal treatments and a Bromion erecti grassland community regularly grazed (C-Grass) was used as a control for subalpine grassland. Clear-cut treatment of E. horridum community was more effective to control E. horridum colonization than Burnt treatment and contributed to a higher extent to recover original grassland vegetation, because E. horridum seedling performed worse (lower germination rates) and plant species were more similar to the original grassland (legumes, non-legume forbs, and grasses). Shrubs and sub-shrubs cover in Burnt areas increased faster than in Clear-cut areas during the 5 years following the treatment, although it did not reach the level of C-Erizón. Species richness and diversity increased in comparison with C-Erizón in both treatments, but they were significantly lower than those in the C-Grass. Network connectivity was larger in well preserved grasslands, i.e, C-Grass, than in any other treatments, mainly dominated by negative plant-plant association. Soils nutrients declined in Burnt sites 4 years after the fire treatment and no difference was observed between Clear-cut and C-Erizón sites, although they did not reach the soil fertility values of C-Grass in terms of organic matter and C/N ratio. This study showed that grazing favors plant diversity and community complexity in subalpine grasslands. It also demonstrated that clearing is a better strategy than burning to restore grasslands after shrub encroachment because burning entails deeper soil degradation and faster recovering of the pyrophyte shrub, E. horridum.Las actividades antrópicas han modificado la vegetación en los cinturones subalpinos durante mucho tiempo, disminuyendo el ecotono del límite del bosque e influyendo en el paisaje principalmente a través del pastoreo y el fuego. El abandono de estas prácticas tradicionales de uso de la tierra ocurrido durante las últimas décadas y el calentamiento global están contribuyendo en gran medida a la colonización de especies leñosas en pastos subalpinos, causando cambios irreversibles en el funcionamiento de los ecosistemas. Actualmente se están llevando a cabo diferentes estrategias de gestión que requieren el uso de fuego y / o desbroce para prevenir la expansión de arbustos altamente invasores y mejorar el estado de conservación de los ecosistemas de pastizales subhúmedos de alta productividad. Sin embargo, todavía desconocemos cómo las diferentes estrategias de gestión afectan la recuperación de los pastos subalpinos, la cual depende a su vez de la comunidad vegetal involucrada. En este estudio, utilizamos experimentos de campo para evaluar el impacto de los tratamientos de manejo sobre las propiedades del suelo y las respuestas de la vegetación en las comunidades de pastos subalpinos de Bromion erecti colonizados por el arbusto pirófito Echinospartum horridum (Vahl) Rothm. en el sur de los Pirineos. La vegetación fue monitoreada por 5 años en parcelas de E. horridum (dos parcelas por tratamiento) donde la vegetación fue eliminada por fuego prescrito (tratamiento de Quemado) o por desbroce mecánico (tratamiento de Desbroce). Se utilizaron parcelas no perturbadas de E. horridum como control (C-Erizón) para los tratamientos de eliminación de arbustos y se usó una comunidad de pastos Bromion erecti regularmente pastada (C-Grass) como control de pastos subalpinos. El tratamiento de Desbroce de la comunidad de E. horridum fue más eficaz para controlar la colonización de E. horridum que el tratamiento de Quemado y contribuyó en mayor medida a recuperar la vegetación original de pastizales, porque las plántulas de E. horridum tuvieron un peor rendimiento (menores tasas de germinación) y las especies de plantas fueron más similar al pasto original (leguminosas, hierbas no leguminosas y pastos). La cobertura de arbustos y sub-arbustos en las áreas quemadas aumentó más rápido que en las áreas desbrozadas durante los 5 años posteriores al tratamiento, aunque no alcanzó el nivel de C-Erizón. La riqueza de especies y la diversidad aumentaron en comparación con C-Erizón en ambos tratamientos, pero fueron significativamente más bajos que los de C-Grass. La conectividad de la red fue mayor en los pastos bien conservados, es decir, C-Grass, que en cualquier otro tratamiento, principalmente dominado por la asociación negativa planta-planta. Los nutrientes del suelo disminuyeron en sitios quemados 4 años después del tratamiento con fuego y no se observaron diferencias entre los sitios desbrozados y C-Erizón, aunque no alcanzaron los valores de fertilidad del suelo de C-Grass en términos de materia orgánica y relación C/N. Este estudio mostró que el pastoreo favorece la diversidad de plantas y la complejidad de la comunidad en los pastos subalpinos. También demostró que el desbroce es mejor estrategia que la quema para restaurar los pastos tras la invasión de los arbustos porque la quema implica una degradación más profunda del suelo y una recuperación más rápida del arbusto pirófito, E. horridum