Les baixes temperatures hivernals determinen la morfologia foliar de les plantes

La relació entre la massa i l'àrea foliar d'una fulla (LMA) depèn molt de les diverses condicions climàtiques com per exemple la disponibilitat d'aigua, la temperatura de l'aire i la radiació solar. La baixa disponibilitat d'aigua és considerat el factor més limitant per al desenvolupament de les plantes en ambients mediterranis, però malgrat l'abundant nombre de treballs que descriuen una elevada LMA en fulles d'alzina (Quercus ilex L.) com a una protecció per fer front a condicions de sequera, en aquest estudi dels alzinars catalans dut a terme per investigadors del CREAF, del CSIC i de la UAB s'ha observat que la LMA està més influenciada per altres condicions climàtiques, especialment per les baixes temperatures.La relación entre la masa y el àrea foliar de una hoja (LMA) depende delas diversas condiciones climáticas, como por ejemplo la disponibilidadde agua, la temperatura del aire y la radiación solar. La bajadisponibilidad de agua es considerado el factor más limitante para eldesarrollo de las plantas en ambientes mediterráneos, pero pese alabundante número de trabajos que describen una elevada LMA en hojasde encina (Quercus ilex L.) como una protección para hacer frente acondiciones de sequía, en este estudio de los encinares catalanesllevado a cabo por investigadores del CREAF, CSIC y UAB se haobservado que la LMA está más influenciada por otras condicionesclimáticas, especialmente las bajas temperaturas.Leaf mass per area ratio (LMA) is strongly influenced by climaticconstraints such as water availability, air temperature and solar radiation.Low water availability is considered the most limiting factor for plantdevelopment in Mediterranean environments, but despite the abundantnumber of studies describing high LMA values in holm oak (Quercus ilexL.) leaves as a protection against dry conditions, CREAF, CSIC and UABresearchers have observed that LMA is more influenced by other climaticconditions, especially by low temperatures

Wood vs. canopy allocation of aboveground net primary productivity in a Mediterranean forest during 21 years of experimental rainfall exclusion

A Mediterranean holm oak forest was subjected to experimental partial rainfall exclusion during 21 consecutive years, to study the effects of the expected decrease in water availability for the Mediterranean vegetation in the coming decades. Allocation in woody structures and total aboveground allocation were correlated with annual rainfall, whereas canopy allocation and the ratio wood/canopy allocation were not dependent on rainfall. Fruit productivity was also correlated with annual rainfall, but only in Quercus ilex. In the studied site, there were two types of forest structure: high canopy stand clearly dominated by Quercus ilex, and low canopy stand with more abundance of a tall shrub species, Phillyrea latifolia. In the tall canopy stand, the allocation to woody structures decreased in the experimental rainfall exclusion, but not the allocation to canopy. In the low canopy stand, wood allocation in Quercus ilex was very small in both control and plots with rainfall exclusion, but wood allocation in Phillyrea latifolia was even higher than that obtained in tall canopy plots, especially in the plots receiving the experimental rainfall exclusion. These results highlight likely future changes in the structure and functioning of this ecosystem induced by the decrease in water availability. A serious drop of the capacity to mitigate climate change for this Mediterranean forest can be expected, and the ability of Phillyrea latifolia to take advantage of the limited capacity to cope drought conditions detected in Quercus ilex, makes likely a forthcoming change in species dominance especially in the low canopy stands

Climate change effects in a Mediterranean forest following 21 consecutive years of experimental drought

Research Highlights: A small, long-term decrease in the water availability in a Mediterranean holm oak forest elicited strong effects on tree stem growth, mortality, and species composition, which led to changes in the ecosystem function and service provision. Background and Objectives: Many forest ecosystems are increasingly challenged by stress conditions under climate change. These new environmental constraints may drive changes in species distribution and ecosystem function. Materials and Methods: An evergreen Mediterranean holm oak (Quercus ilex L.) forest was subjected to 21 consecutive years of experimental drought (performing 30% of rainfall exclusion resulted in a 15% decrease in soil moisture). The effects of the annual climatic conditions and the experimental drought on a tree and shrub basal area increment were studied, with a focus on the two most dominant species (Q. ilex and the tall shrub Phillyrea latifolia L.). Results: Stem growth decreased and tree mortality increased under the experimental drought conditions and in hot and dry years. These effects differed between the two dominant species: the basal area of Q. ilex (the current, supradominant species) was dependent on water availability and climatic conditions, whereas P. latifolia was more tolerant to drought and experienced increased growth rates in plots where Q. ilex decay rates were high. Conclusions: Our findings reveal that small changes in water availability drive changes in species growth, composition, and distribution, as demonstrated by the continuous and ongoing replacement of the current supradominant Q. ilex by the subdominant P. latifolia, which is better adapted to tolerate hot and dry environments. The consequences of these ecological transformations for ecosystem function and service provision to human society are discussed

Acumulació de la biomassa en una brolla del Garraf durant dotze anys en relació amb la precipitació

En una zona experimental situada dins del Parc del Garraf, hem estudiat l'acumulació de biomassa en una brolla des del 1998, quan feia quatre anys del foc del 1994, fins al 2010. En aquest treball, presentem els resultats de l'estudi i explorem la relació entre l'acumulació de biomassa i la precipitació acumulada en dos períodes previs de dotze i sis mesos. Les relacions estan distorsionades per l'ocurrència d'alguns anys anòmals. Quan no es tenen en compte les dades dels anys anòmals, les correlacions mostren el control que la precipitació exerceix sobre l'acumulació de biomassa mentre la brolla es recupera del foc, especialment la precipitació dels sis mesos previs a l'estiu.En una zona experimental situada dentro del Parque de El Garraf, hemos estudiado la acumulación de biomasa en un matorral desde 1998, cuatro años después del incendio de 1994, hasta 2010. Aquí presentamos los resultados y exploramos la relación entre la acumulación de biomasa y la precipitación acumulada en dos períodos previos de doce y seis meses. Las relaciones están distorsionadas por la ocurrencia de algunos años anómalos. Cuando no se tienen en cuenta los datos de los años anómalos, las correlaciones muestran el control que la precipitación ejerce sobre la acumulación de biomasa mientras el matorral se recupera del incendio, especialmente la precipitación de los seis meses previos al verano.We have studied the accumulation of biomass in a shrubland since 1998, four years after the 1994 fire, until 2010, in an experimental area located within the Garraf Natural Park. We explored the relationship between the accumulation of biomass and the precipitation accumulated during the previous twelve and six months. Relationships were distorted by the occurrence of some anomalous years. Once data from anomalous years were discarded, biomass accumulation was positively correlated with the accumulated rainfall, especially with the precipitation falling during the six months preceding summer

L'increment de CO2 no ha fet augmentar el creixement dels arbres

Durant el segle passat la concentració atmosfèrica de CO2 va augmentar en 50 parts per milió, provocant un increment en l'eficiència en l'ús de l'aigua per part de les diverses espècies d'arbres que viuen en els boscos d'arreu del món. Tanmateix, aquesta major eficiència en l'ús de l'aigua no ha comportat, en general, un major creixement dels arbres arreu del món i, per tant, tampoc un augment de la seva capacitat d'embornal de CO2 com el que s'asumeix en els models de canvi climàtic. Altres factors com el canvi climàtic (especialment la sequera), la limitació de nutrients o l'aclimatació a llarg termini a una elevada concentració de CO2 han impedit que els arbres puguin treure profit dels efectes potencials d'aquest augment de CO2 per poder incrementar el seu creixement.Durante el siglo pasado la concentración atmosférica de CO aumentóen 50 partes por millón, provocando un incremento en la eficiencia en eluso del agua de las diversas especies de árboles que viven en losbosques de todo el mundo. No obstante, esta mayor eficiencia en el usodel agua no ha comportado, en general, un mayor crecimiento de los árboles de todo el mundo y por lo tanto tampoco un aumento de su capacidad como sumidero de CO como el que se asume en los modelos de cambio climático. Otros factores como el cambio climático (especialmente la sequía), la limitación de nutrientes o la aclimatación a largo plazo a una elevada concentración de CO han impedido que los árboles, puedan aprovechar los efectos potenciales de este aumento de CO para poder incrementar su crecimient

L'alzina podria perdre la seva hegemonia en el bosc mediterrani a causa del canvi climàtic

Les baixes temperatures de l'hivern i la baixa disponibilitat d'aigua són els dos factors principals que poden inhibir o danyar l'aparell fotosintètic de les espècies mediterrànies. Amb l'augment de les temperatures i la disminució de la disponibilitat d'aigua associades al canvi climàtic, hi ha un seguit d'espècies arbustives, com el fals aladern, que podrien competir amb avantatge amb l'alzina, l'actual espècie dominant dels boscos mediterranis.Las bajas temperaturas invernales y la baja disponibilidad de agua son los dos factores principales que pueden inhibir o dañar el aparato fotosintético de las especies mediterráneas. Con el aumento de las temperaturas y la disminución de la disponibilidad de agua asociadas al cambio climático, hay algunas especies arbustivas, como el labiérnago negro, que podrían competir ventajosamente con la encina, la actual especie dominante de los bosques mediterráneos

Stem mortality and forest Dieback in a 20-years experimental Drought in a Mediterranean holm oak forest

Climatic warming is predicted to increase the intensity and duration of extreme weather such as droughts and heat waves. Climate change could therefore increase stem mortality and forest dieback in many ecosystems around the world, especially in semi-arid forests. We investigated the influence of climatic conditions and a throughfall displacement experimental treatment (15% decrease in the amount of soil moisture) on the intensity of stem mortality in a Mediterranean forest. We also investigated the use of remotely sensed data from MODIS as a tool to estimate the intensity of stem mortality and a possible strategy of forest management to mitigate this forest dieback induced by climate change. Stem mortality was higher when mean annual temperature was higher and rainfall was lower, especially during spring and summer. Mortality was higher and more affected by the drought treatment in the holm oak, Quercus ilex, than in co-occurring species of tall shrubs better adapted to drier conditions. Two spectral MODIS indices (NDVI and EVI) were good predictors of stem mortality, but others (GPP, PsnNet, and NPP specifically calculated to predict forest health and development) were not clearly correlated with stem mortality. Selective stem thinning strongly reduced stem mortality (especially in Q. ilex) by buffering the effects of climate change on forest structure. Finally, the possible future substitution of the current dominant species of this forest, Q. ilex, by species of tall shrubs better adapted to drought is also discusse

Dynamics of non-structural carbohydrates in three Mediterranean woody species following long-term experimental drought

Stored non-structural carbohydrates (NSC) have been proposed as a key determinant of drought resistance in plants. However, the evidence for this role is controversial, as it comes mostly from observational, short-term studies. Here, we take advantage of a long-term experimental throughfall reduction to elucidate the response of NSC to increased drought 14 years after the beginning of the treatment in three Mediterranean resprouter trees (Quercus ilex L., Arbutus unedo L. and Phillyrea latifolia L.). In addition, we selected 20 Q. ilex individuals outside the experimental plots to directly assess the relationship between defoliation and NSC at the individual level. We measured the seasonal course of NSC concentrations in leaves, branches and lignotuber in late winter, late spring, summer, and autumn 2012. Total concentrations of NSC were highest in the lignotuber for all species. In the long-term drought experiment we found significant depletion in concentrations of total NSC in treatment plots only in the lignotuber of A. unedo. At the same time, A. unedo was the only species showing a significant reduction in BAI under the drought treatment during the 14 years of the experiment. By contrast, Q. ilex just reduced stem growth only during the first 4 years of treatment and P. latifolia remained unaffected over the whole study period. However, we found a clear association between the concentrations of NSC and defoliation in Q. ilex individuals sampled outside the experimental plots, with lower total concentrations of NSC and lower proportion of starch in defoliated individuals. Taken together, our results suggest that stabilizing processes, probably at the stand level, may have been operating in the long-term to mitigate any impact of drought on NSC levels, and highlight the necessity to incorporate long-term experimental studies of plant responses to drought

Efectes de l'estassada en un alzinar amb baixa disponibilitat d'aigua

El document és una contribució a les "V Jornades sobre el Bosc de Poblet i les Muntanyes de Prades" que van tenir lloc el 16 i 17 de novembre de 2018 al Museu de la Vida Rural (l'Espluga de Francolí, Tarragona)". Podeu consultar-ne les actes, publicades sota una llicència CC BY-NC-ND, a http://parcsnaturals.gencat.cat/web/.content/home/poblet/coneix-nos/centre_de_documentacio/fons_documental/5a_jornades/V-Jornades_Poblet_Prades.pdfEn un alzinar natural s'ha realitzat una estassada selectiva per a estudiar el seu ús com a eina per a reduir la mortalitat d'arbres, l'augment de la productivitat forestal, i invertir la regressió recent que està patint l'espècie dominant (l'alzina, Quercus ilex) degut al canvi climàtic. Durant els 4 anys estudiats, l'estassada ha comportat un augment de la productivitat i una disminució de la mortalitat de troncs en aquest alzinar, contribuint al manteniment del funcionament de l'ecosistema sota les condicions climàtiques canviants. Q. ilex ha estat l'única espècie que ha experimentat un major creixement dels troncs, independentment del seu tamany, i una disminució de la mortalitat degut a l'estassada selectiva. En canvi, el creixement i la mortalitat de troncs no ha variat significativament en les altres espècies arbustives, més resistents a la sequera que Q. ilex. Els nostres resultats posen de manifest la utilitat de l'estassada selectiva com a eina per a augmentar la productivitat forestal i contribuir a la conservació d'aquest bosc mediterrani. Altres beneficis de l'aclarida selectiva, com la disminució del risc d'incendi forestal i l'increment de la disponibilitat d'aigua per a la població, també han estat discutits en aquest trebal

Long-term experimental drought combined with natural extremes accelerate vegetation shift in a Mediterranean holm oak forest

Increasing drought combined with natural extremes are expected to accelerate forest die-off and shifts in vegetation in the Mediterranean Basin. However, fewer studies have explored these climate-driven changes in forest ecosystems. A long-term (17-year) experimental drought (−30% precipitation) was established in a Mediterranean holm oak forest with high (H) and low (L) canopies to determine the changes in stem mortality, recruitment and composition shifts. Experimental drought increased annual stem mortality rate at the community level for both H- and L-canopies. Natural drought amplified the effects of experimental drought on stem mortality at the community level and of Q. ilex for H- and L-canopies. The timescales of natural drought, however, varied substantially with canopy types and species, with shorter timescales in L- than H-canopy and for Q. ilex than P. latifolia. Furthermore, experimental drought combined with natural extremes amplified the increases in stem mortality and decreases in growth for L-canopy. Contrasting responses between Q. ilex and P. latifolia for the relative in abundance and growth were observed in L-canopy and drought treatment reinforced the vegetation shift favoring P. latifolia. These findings suggest continuous drought regimes accelerated a vegetation shift, implying potential consequences for the functions and services for water-limited forest ecosystems