Heterogeneidad espacial y temporal en el dosel de un pinar de "Pinus sylvestris L." implicaciones en el sotobosque

Resumen

Heterogeneidad espacial y temporal en el dosel de un pinar de Pinus sylvestris L. Implicaciones en el sotobosque. Se aborda el estudio de la dinámica del dosel de un pinar de silvestre desde dos puntos de vista, temporal y espacial. Los objetivos principales son: a) estudiar la variabilidad espacial y temporal del ambiente lumínico bajo el dosel del pinar; b) caracterizar la vegetación leñosa y herbácea del sotobosque del pinar y su relación con el ambiente lumínico y la humedad del suelo, así como identificar las relaciones espacialmente explícitas entre dichas variables y la vegetación; c) analizar la variabilidad climática a lo largo de un periodo de más de diez años, y su influencia en variables ecológicas clave del bosque. Asimismo, se discuten las relaciones entre la heterogeneidad abiótica, impuesta por la variabilidad espacio-temporal del ambiente lumínico y otras variables ambientales, y la dinámica del pinar, considerando los distintos estratos de vegetación. La tesis se realizó en un pinar de Pinus sylvestris L. localizado en la Cuenca de los Acebos, en los montes de Valsaín, en la provincia de Segovia. Para realizar el trabajo de campo se utilizaron tres parcelas experimentales permanentes dentro de la cuenca, localizadas a diferentes cotas, con orientación este. Las tres parcelas se encuentran dentro de una red de 15 parcelas que se instalaron en toda la cuenca en el año 1991, dentro del marco del proyecto "PROECOFOREST" (Proyecto INIA-8149). También se utilizaron dos parcelas en el exterior del pinar, como parcelas control. Se evaluaron las características estructurales del dosel y sus propiedades ópticas mediante el análisis de la radiación del sotobosque. Se comparó la efectividad de los métodos de estimación de la radiación lumínica, mediante estimación directa, utilizando sensores de radiación lumínica PAR, e indirecta, mediante fotografía hemisférica. También se evaluó la estimación del Índice de área foliar (LAI), a partir de estimaciones directas e indirectas. Se describen las relaciones entre el ambiente lumínico del sotobosque y la vegetación, considerando dos estratos dentro del sotobosque, la vegetación leñosa y la vegetación herbácea. Se estudiaron también las relaciones espacialmente explícitas entre la radiación lumínica y la vegetación del sotobosque. Se evaluó la relación entre la heterogeneidad espacial tanto de la radiación lumínica como de la humedad de suelo, con la vegetación herbácea, en ausencia de herbivoría por ganado y mamíferos salvajes. El estudio temporal de la dinámica del dosel se realizó mediante la elaboración de una base de datos de más de 10 años, en la que se recopiló información sobre la dinámica del desfronde, la descomposición química del mismo, la concentración de nutrientes de las acículas del desfronde y las variables climáticas precipitación y temperatura. Mediante el estudio detallado de los anillos de crecimiento de los individuos adultos de pino silvestre se determinaron sus variaciones en el crecimiento secundario, también en la última década. Se evaluaron las relaciones temporalmente explícitas entre las variables del dosel y las variables ambientales. Los resultados obtenidos mostraron que la estructura del dosel influyó significativamente en la radiación disponible en el sotobosque. Se observó una alta correlación entre las medidas directas e indirectas de la radiación lumínica y del LAI. El clima afectó a la variabilidad de esta última variable en el caso de las estimaciones directas, ya que influyó significativamente en la caída de las hojas. Las relaciones entre las medidas directas e indirectas del LAI se vieron afectadas por un alto grado de empaquetamiento de las acículas. Existió una influencia no lineal de la radiación lumínica sobre la vegetación leñosa del sotobosque, con un umbral neto en torno al 40% de la radiación global incidente por encima del cual la cobertura y la riqueza tendieron a aumentar con la radiación. La influencia de la radiación lumínica en la estructura y riqueza de las comunidades leñosas del sotobosque fue moderada, incluso imperceptible en varios puntos de muestreo, lo que reveló la importancia de factores edáficos y otros relacionados con la intervención humana. La humedad del suelo (estimada indirectamente y expresada como contenido volumétrico de agua) fue superior al 20 % en todos los puntos y momentos del año estudiados no influyendo significativamente en la estructura espacial y la composición de la vegetación. Los patrones espaciales de la vegetación herbácea observados se relacionaron con el ambiente lumínico, tanto con la luz directa como con la difusa, llegando a influir en la presencia o ausencia de especies, siempre que dicho umbral fue igual o superior al 40 % de la radiación disponible. Por debajo del 40 % de radiación no se observaron correlaciones significativas entre la luz y la cobertura y diversidad de la vegetación herbácea. La temperatura afectó principalmente a la cantidad de desfronde y a su estacionalidad. La caída de las acículas tuvo una estacionalidad más adelantada en Valsaín que en latitudes más septentrionales y características para la especie. La estacionalidad de la concentración de N y P en el desfronde, con mínimos a finales del verano y máximos en invierno, se relacionó negativamente con la caída de acículas, revelando eficaces procesos de retranslocación de nutrientes. En los años secos, la concentración de estos elementos en la acícula fue mayor, generando una pérdida importante de nutrientes esenciales para el árbol. Los años con pocas precipitaciones, como 1994 y 1995, no sólo se relacionaron negativamente con el crecimiento secundario de los pinos, sino también con un mayor desfronde. El ritmo trianual en la producción de pinas se vio adelantado como consecuencia de variaciones de temperatura y precipitación durante la inducción de las yemas. En resumen, la tesis contribuye desde la ecología a la gestión y manejo del bosque en un escenario de cambio global medíante un mejor entendimiento de las causas y consecuencias de la heterogeneidad espacial y temporal de factores abióticos clave en un pinar mediterráneo de montaña de pino silvestre.