Efectos de la intensificación de la sequía en la vegetación semiárida mediterránea

Abstract

Antecedentes La alteración del régimen de precipitaciones asociado al cambio climático es uno de los mayores retos a los que se enfrentan actualmente los ecosistemas mediterráneos. Esta alteración implica no solo una menor precipitación anual, sino también un aumento en la intensidad y frecuencia de los eventos climáticos extremos, como los periodos de sequía. De manera natural, las precipitaciones de los sistemas mediterráneos se caracterizan por una marcada estacionalidad, con lluvias concentradas en otoño y en primavera y una fuerte sequía estival. Por eso, cambios en estos patrones podrían afectar gravemente a la vegetación adaptada a estos sistemas. Además, las alteraciones en la disponibilidad hídrica pueden ser especialmente críticas para los sistemas áridos y semiáridos, comunes en la región mediterránea, donde el agua es ya el principal recurso limitante para el crecimiento vegetal. A pesar de que los sistemas áridos albergan un alto porcentaje de la biodiversidad vegetal global, históricamente se han utilizado como áreas para el pastoreo o la agricultura y también para actividades más destructivas como la extracción de áridos, sometiéndolos a procesos de degradación que incrementan aún más su sensibilidad ante el cambio climático. También es importante considerar que gran parte de los sistemas áridos de la península Ibérica se desarrollan sobre sustratos especiales como los gipsisoles. Los cuales son suelos con un alto contenido de sulfato cálcico o yes que imponen restricciones físicas a la vida vegetal, incluyendo una alta dureza y compactación del suelo y un contenido muy bajo de carbono, fósforo y nitrógeno. Las adaptaciones necesarias para crecer sobre sustratos especiales se asocian a comunidades florísticas con elevados endemismos, y suman, por tanto, gran singularidad a los sistemas áridos y semiáridos mediterráneos. Las comunidades vegetales de estos sistemas se caracterizan por ser una formación abierta con una cobertura parcheada y discontinua de matorrales perennes. Estos constituyen el principal factor de heterogeneidad espacial del sistema y bajo su dosel puede observarse una alteración en las condiciones micro-climáticas como una mayor retención de humedad y mayor presencia de materia orgánica. Otro componente esencial de las comunidades áridas son las especies anuales, que pasan el periodo de sequía estival en forma de semilla y germinan en otoño-primavera. Las especies anuales constituyen una efímera y altamente diversa comunidad que se genera cada año a partir del banco de semillas de suelo. Este banco es un importante reservorio de diversidad, ya que gracias a él algunas especies pueden mantenerse en la comunidad a lo largo del tiempo incluso si no son capaces de germinar o producir semillas en un determinado año en el que se den condiciones ambientales adversas. Por último, otro importante componente biótico de los sistemas áridos es la costra biológica del suelo, que está formada principalmente por de líquenes, briófitos y algas y puede cubrir gran parte de la superficie desnuda del suelo, generando heterogeneidad espacial a pequeña escala. La comunidad vegetal que se desarrolla en los sistemas áridos mediterráneos es por tanto rica y compleja, y es necesario tener en cuenta todos sus componentes para evaluar de manera realista cómo las alteraciones en los patrones de precipitación pueden afectar a estos sistemas. Objetivos El objetivo general de esta tesis es evaluar cómo la intensificación de la sequía influye en distintos aspectos de las comunidades vegetales de sistemas semiáridos mediterráneos. Para ello, se analiza el efecto del aumento del estrés hídrico a distintos niveles, desde las consecuencias sobre los individuos hasta la comunidad en su totalidad pasando por las interacciones entre las distintas especies. También se tienen en cuenta los distintos componentes de la comunidad, incluyendo las especies perennes, anuales, el banco de semillas del suelo y la costra biológica. Para empezar, en el Capítulo I evaluamos los efectos directos del estrés hídrico sobre los individuos. En concreto, medimos la adquisición de nutrientes de las especies anuales más abundantes de la comunidad. Además de analizar las consecuencias sobre los individuos, en el Capítulo II nos centramos en cómo el incremento de la sequía afecta a las interacciones intra- e interespecíficas. En este caso, utilizamos especies perennes representativas de la comunidad y analizamos sus relaciones de facilitación y competencia durante las primeras fases de establecimiento de nuevos individuos, que son cruciales para determinar la composición efectiva de la comunidad. Finalmente, en los Capítulos III y IV evaluamos los cambios asociados a las variaciones en la disponibilidad hídrica a nivel de toda la comunidad de plantas anuales. En el Capítulo III medimos la similitud entre el banco de semillas y la vegetación visible y también incorporamos la presencia de matorrales y cobertura de costra biológica como generadores de heterogeneidad espacial a diferentes escalas. Finalmente, en el Capítulo IV analizamos si los efectos que la reducción de precipitaciones impone sobre la comunidad de anuales varían en el tiempo a lo largo de varios años...