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Restauración de bosques de Pinus halepensis mediante la introducción de especies rebrotadoras para aumentar su resiliencia ante incendios forestales

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Universitat de Barcelona. Departament de Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals

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[spa] Los ecosistemas de la Cuenca Mediterránea han experimentado a lo largo de tiempos ancestrales fuertes y prolongados procesos de degradación, por lo que desde el último tercio del siglo XIX se han realizado forestaciones con el objetivo de regenerar zonas degradadas o afectadas por incendios forestales recurrentes. Estudios recientes de series climáticas de medio plazo para la Cuenca Mediterránea y Europa Meridional, están mostrando un aumento significativo de olas de calor y sequías recurrentes. Esto sugiere un incremento en el déficit de agua que podría conducir a un incremento en el estrés hídrico e incendios forestales. En este contexto, en el marco del proyecto FUME (Forest Fires under Climate, Social and Economic Changes in Europe, the Mediterranean and other Fire-affected Areas of the World; 2010-2014; nº243.888), financiado por la Comisión Europea, se llevaron a cabo plantaciones con especies forestales rebrotadoras, bajo el dosel de pinares de una plantación de Pinus halepensis realizada entre 1945 y 1950 en la región de la Hunde en Valencia, España. El objetivo fue determinar el efecto de la cubierta arbórea y las condiciones abióticas generadas por niveles contrastados de sombreo y sequía sobre el establecimiento, desarrollo y funcionamiento de las especies. Las parcelas experimentales se establecieron en rodales con alta (AD, 700-1100 pies ha-1), media (MD, 300-700 pies ha-1) y baja densidad (BD, 100-300 pies ha-1) en las cuales se plantaron 15 plántulas de las especies Arbutus undeo, Rhamnus alaternus, Quercus ilex, Quercus faginea, Fraxinus ornus y Acer granatense. Se investigó la respuesta funcional sobre el intercambio de gases, la eficiencia fotoquímica del fotosistema II y el uso de isótopos estables. Se estudiaron posibles efectos de competencia o facilitación que modularon la respuesta de las especies introducidas. Se analizaron la supervivencia de las plantas tres años después de ser introducidas y el crecimiento después de cinco años. En general, se encontró que la sombra ocasionada en AD, favoreció la supervivencia de las especies perennifolias Arbutus unedo, Quercus ilex y Rhamnus alaternus, seguida de Fraxinus ornus y Acer granatense, Quercus faginea registró los valores más bajos de supervivencia. El crecimiento en altura se favoreció por la sombra de los pinos en AD, el crecimiento en diámetro predominó en condiciones de mayor radiación, en BD. Las especies perennifolias A. unedo, R. alaternus y Q. ilex tuvieron mayor capacidad de aclimatación a las diferentes condiciones ambientales que las caducifolias, con menor fotoinhibición y posiblemente menor daño en su sistema fotosintético, aunque tuvieron menor IWUE, que las caducifolias. Las especies caducifolias mostraron valores más altos de δ13C que las perennifolias, lo que concuerda con una mayor eficiencia en el uso del agua. Las plántulas en BD estuvieron sometidas a dosis más altas de estrés, especialmente en verano, como consecuencia de condiciones de temperaturas y de VPD más altas. Los resultados contrastan con la hipótesis de que los pinares de densidades medias tendrían las mejores condiciones para la instalación de nuevas especies, ya que generarían menor competencia por agua y nutrientes y facilitaría el establecimiento de las plántulas debido a las condiciones de sombreo que reduciría el estrés hídrico. La interacción que se estableció entre los pinos y las especies introducidas mostró algunas relaciones de facilitación y competencia. Sin embargo, no fue posible definir una distancia óptima para futuros trabajos de reforestación. En general el factor más significativo fue la densidad de pinar, más que la distancia al pino. Los resultados de este trabajo de tesis son relevantes para el manejo de los bosques de pino en el Mediterráneo y su transformación en comunidades más resilientes, para evitar efectos desfavorables de los incendios y los eventos de sequía.

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[eng] The ecosystems of the Mediterranean Basin have been carried out afforestation practices with the aim of regenerating degraded areas or affected by forest fires. Recent studies of medium-term climate series for the Mediterranean Basin and Southern Europe are showing a significant increase in heat waves and recurrent droughts. In this context, within the framework of the FUME project, plantations were made with resprouting species under the canopy of Pinus halepensis plantations, to determine the effect of tree cover and abiotic conditions generated by contrasting levels of shade and drought on the establishment, development and performance of six species of native woody resprouters. The experimental plots included stands with high (HD, 700-1100 trees ha-1), medium (MD, 300-700 trees ha-1) and low density (LD, 100-300 trees ha-1) and 15 seedlings of the species Arbutus undeo, Rhamnus alaternus, Quercus ilex, Quercus faginea, Fraxinus ornus and Acer granatense. Gas exchange variables, the photochemical efficiency of photosystem II, use of stable isotopes and competence or facilitation tradeoffs were investigated. Survival and growth were analyzed three and five years respectively, after they were introduced. In general, the shade caused by the HD of pines, favored the survival of the evergreen species Arbutus unedo, Quercus ilex and Rhamnus alaternus, followed by Fraxinus ornus and Acer granatense, Quercus faginea recorded the lower survival values. The height growth was favored by the shadow of the pines in HD plots, while the diameter growth was higher in conditions of higher radiation in the LD plots. Evergreen species A. unedo, R. alaternus and Q. ilex have a greater capacity of acclimatization to the different environmental conditions than the deciduous species, with less photoinhibition, although they had lower IWUE than the deciduous species. Deciduous species showed higher values of δ13C indicating a higher water use efficiency than evergreen species. The seedlings in LD were subjected to higher doses of stress, especially in summer as consequence of higher temperatures and VPD conditions. The interaction between the pines and the introduced species showed some relations of facilitation and competence. However, it was not possible to define an optimal distance for future reforestation work. These results are relevant for the management of pine forests in the Mediterranean and their conversion into more resilient communities to avoid deleterious effects of fires and drought events.

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Tesis Doctorals - Departament - Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals

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Restauración de bosques de Pinus halepensis mediante la introducción de especies rebrotadoras para aumentar su resiliencia ante incendios forestales