Proyecto SURVIVE (2012-2015): Vulnerabilidad de los bosques de pino carrasco y de las especies coexistentes en un contexto de cambio climático: Efectos sobre el balance hídrico, supervivencia de las especies y la resiliencia de la comunidad.

INFORME FINAL        Nota de prensa

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Financiación: MINECO CGL 2011-30531-C02-02 (2012-2014)

Responsable: Alberto Vilagrosa

Participantes: Esteban Chirino, José Antonio Alloza, V. Ramón Vallejo, Miriam Heredia (Tesis doctoral), MªElena Granados (Tesis doctoral).

Instituciones: Fundación Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneo (CEAM)

 

Resumen:

El agua es un recurso limitado y escaso en el área mediterránea, y en particular en la parte seca y semi-árida. Además las previsiones del cambio climático auguran un incremento de aridez que puede provocar  la  disminución  o  incluso  desaparición  de  la  cubierta  arbórea  en  estas    zonas  de transición  entre  ombroclima  seco-subhúmedo  y  semi-árido  de  la  cuenca  mediterránea. El cambio climático producirá un fuerte impacto en la región mediterránea, afectando a la persistencia de las especies y la composición del ecosistema. Los bosques de pino carrasco son una de las principales comunidades forestales que se encuentran en zonas áridas y semiáridas, siendo altamente vulnerables al cambio climático. El principal objetivo de SURVIVE es estudiar los factores ambientales y los mecanismos funcionales que afectan a la vulnerabilidad de las especies leñosas mediterráneas con especial énfasis en los bosques de pino carrasco y en su estrategia de restauración.

En este contexto, SURVIVE ha sido diseñado como un proyecto coordinado a ECOBAL cuyo principal objetivo es estudiar los efectos de los bosques de pino carrasco en el balance hídrico, la recarga de acuíferos y la vulnerabilidad de la comunidad y las especies coexistentes en un contexto de cambio climático y de recurrencia de los eventos de sequía.

 

 

Proyecto coordinado: BALANCE HÍDRICO Y RECARGA DE ACUIFEROS EN UN GRADIENTE SECO-SEMIÁRIDO: ECOHIDROLOGIA DE BOSQUES DE PINOS Y CAMBIO CLIMÁTICO  (ECOBAL)  (Joan Bellot, Dept.Ecología, U. Alicante)

 

 

 

Esquema de la coordinación de los dos sub-proyectos.

 

 

Objetivos principales:

 

1.      Determinar el balance hídrico en diversos tipos de pinedas de pino carrasco en un gradiente hidrológico de precipitación.

2.      Establecer la vulnerabilidad de los pinares de pino carrasco a la sequía en función de las reducciones en la asimilación de carbono y el grado de estrés hídrico experimentado.

3.      Identificar los principales factores de la recuperación de especies leñosas a la sequía, con especial énfasis en la intensidad de la sequía y la duración.

 

 

Tareas:

 

Tarea 1. Implicaciones de los bosques de pino carrasco (Pinus halepensis) en el balance hidrológico y en la dinámica de la comunidad.

 

§         Implicaciones del clima en el balance hídrico de los pinares. 

La estructura y composición del bosque determina las condiciones abióticas para el establecimiento de otras especies bajo el dosel; afectando principalmente al balance hídrico superficial, la disponibilidad de luz solar, la temperatura y humedad relativa del aire y la disposición de recursos nutricionales, entre otros. El objetivo de este trabajo es estudiar el balance de agua en los bosques de pino en un gradiente climático: de seco/sub-húmedo a semiárido.

 

 

 

§         Implicaciones de la densidad del pinar sobre el balance hidrológico y la dinámica forestal.

Las diversas especies forestales juegan un papel fundamental en la dinámica hidrológica o ecohidrología tanto a escala de comunidad como a escala de parcela o cuenca. El objetivo de esta tarea será estudiar la respuesta en términos de supervivencia, crecimiento y estrategia en el uso del agua de diversas especies introducidas bajo diferentes disponibilidades de luz y agua, generadas a partir de las distintas densidades de cubierta de arbórea.

 

 

 

• Integración de resultados. Aplicación de modelos hidrológicos para el cálculo de los balances hídricos en diferentes condiciones.

A partir de los datos generados en las dos sub-tareas anteriores, se trabajará con el programa HYDROBAL para generar los efectos del clima y la densidad de árboles en diferentes escenarios climáticos. Esta tarea se realiza en colaboración con el grupo de la U. Alicante. Durante el año 2013 saldrá publicado  el artículo que describe el modelo. BELLOT, J., CHIRINO, E. 2013. Hydrobal: an eco-hydrological modelling approach for assessing water balances in different vegetation types in semi-arid areas. Ecological modelling.

 

Tarea 2. Efecto de los eventos de sequía y las limitaciones climáticas en la persistencia de los pinares y especies coexistentes.

 

• Vulnerabilidad de los bosques de pino carrasco al estrés hídrico en un gradiente ombroclimático de precipitación.

 

En esta tarea se establecerá la vulnerabilidad a la sequía de los bosques de pino carrasco en  un gradiente de precipitación, y se estudiarán los mecanismos morfológicos y fisiológicos de adaptación que presentan los pinos. La hipótesis propuesta plantea que los pinares en las zonas más áridas serán más susceptibles a daños por sequía y a eventos de mortalidad inducida por un deficiente balance de carbono y acumulación de sustancias de reserva (TNC) que los pinares de ambientes más húmedos

 

 

• Análisis de la supervivencia y capacidad de recuperación de especies forestales a eventos de sequía intensa.  

El objetivo de esta tarea será analizar la vulnerabilidad y mecanismos de resistencia y recuperación a diferentes intensidades de estrés hídrico de un conjunto de especies forestales con estrategias funcionales diferentes (Tabla).

 

Tabla. Especies seleccionadas y grupos funcionales

 

 

 

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Productos:

Publicaciones científico-técnicas (con peer-review) derivadas del proyecto y patentes

Granados, M. E., Vilagrosa, A., Chirino, E., and Vallejo, V. R., 2016. Reforestation with resprouter species to increase diversity and resilience in Mediterranean pine forests. Forest Ecology and Management, 362: 231-240. http://dx.doi.org/10.1016/j.foreco.2015.12.020

Pausas, J. G., Pratt, R. B., Keeley, J. E., Jacobsen, A. L., Ramirez, A. R., Vilagrosa, A., Paula, S., Kaneakua-Pia, I. N., and Davis, S. D., 2016. Towards understanding resprouting at the global scale. New Phytologist, 209: 945-954. http://dx.doi.org/10.1111/nph.13644

Chirino, E., Heredia-Osorio, M., Granados, M. E., Vilagrosa, A., Manrique-Alba, A., Ruiz-Yanetti, S., Andarcio, C., and Bellot, J., 2015. Balance hídrico del suelo en pinares con diferente densidad de arbolado. Efectos sobre el establecimiento de brinzales de especies rebrotadoras bajo el dosel. Cuadernos de la Sociedad Española de Ciencias Forestales, 41: 291-304. http://secforestales.org/publicaciones/index.php/cuadernos_secf/article/view/17396

García de la Serrana, R., Vilagrosa, A., and Alloza, J. A., 2015. Pine mortality in southeast Spain after an extreme dry and warm year: interactions among drought stress, carbohydrates and bark beetle attack. Trees - Structure and Function, 29: 1791-1804. http://dx.doi.org/10.1007/s00468-015-1261-9

Gavinet, J., Vilagrosa, A., Chirino, E., Granados, M. E., Vallejo, V. R., and Prévosto, B., 2015. Hardwood sedling establishment below Aleppo pine depends on thinning intesity in two Mediterranean sites. Annals of Forest Science, 72: 999-1008. http://dx.doi.org/10.1007/s13595-015-0495-4

Vilagrosa, A., Hernández, E. I., Luis, V. C., Cochard, H., and Pausas, J. G., 2014. Physiological differences explain the co-existence of different regeneration strategies in Mediterranean ecosystems. New Phytologist, 201: 1277-1288. http://dx.doi.org/10.1111/nph.12584

Vallejo, V. R., Smanis, A., Chirino, E., Fuentes, D., Valdecantos, A., and Vilagrosa, A., 2012. Perspectives in dryland restoration: approaches for climate change adaptation.New Forests, 43: 561-579. http://dx.doi.org/10.1007/s11056-012-9325-9

Vilagrosa, A., Chirino, E., Peguero-pina, J. J., Barigah, T., Cochard, H., and Gil-Pelegrín, E., 2012. Xylem cavitation and embolism in plants living in water-limited ecosystems. In: Aroca, R., (eds.). Plant Responses to Drought Stress. 63-109.Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Chirino, E., Erades, A., Vilagrosa, A., and Vallejo, V. R., 2013. Dinámica, morfología y topología del sistema radical de seis especies leñosas mediterráneas. In: Martínez-Ruiz, C., Lario Leza, F. J., and Fernández-Santos, B., (eds.). Avances en la restauración de sistemas forestales. Técnicas de implantación. Pp: 177-182. SECF-AEET, Madrid, España.

 

Asistencia a congresos, conferencias o workshops relacionados con el proyecto

Vilagrosa A. 2015. El papel de la ecofisiología vegetal en la restauración forestal. I Congreso Internacional Desafíos de la Sostenibilidad - Ecología Aplicada. Escuela Politécnica Superior de Chimborazo (ESPOCH, Ecuador). 18-20 Noviembre 2015. Ponencia Invitada.

Prévosto, B., Reque, J. A., Lucas-Borja, M. E., Ladier, J., and Vilagrosa, A., 2015. Increasing resistance and resilience of Mediterranean conifer forests: the experience of Spain and France and their implications for management. In: XIV World Forestry Congress, Durban, Soth Africa, 7-11 September 2015. Oral

Gavinet, J., Vilagrosa, A., Chirino, E., Granados, M. E., Vallejo, V. R., and Prévosto, B., 2014. Effect of Aleppo pine thinning on development of introduced hardwood species: a comparison between SE France and SE Spain. In: 5th International Conference on Mediterranean Pines (Medpine5), Solsona 2014. pp. 56. Oral

Chirino, E., Erades, A., Vilagrosa, A., and Vallejo, V. R., 2012. Dinámica, morfología y topología del sistema radical de seis especies leñosas mediterráneas. In: Avances en la restauración de ecosistemas forestales. II Reunión conjunta del Grupo de Trabajo de Repoblaciones Forestales de la SECF y del Grupo de Trabajo de Restauración Ecológica de la AEET. Palencia. Oral

Vilagrosa, A., Llorca, M., Puértolas, J., Luis, V. C., Chirino, E., Llovet, J., Bautista, S., Alloza, J. A., and Vallejo, V. R., 2013. Cambios en la funcionalidad y diversidad en ecosistemas degradados y su relación con las actividades de reforestación. In: Avances en la restauración de ecosistemas forestales. II Reunión conjunta del Grupo de Trabajo de Repoblaciones Forestales de la SECF y del Grupo de Trabajo de Restauración Ecológica de la AEET. Palencia. Oral

Vilagrosa A, Gavinet, J., Chirino, E., Granados, ME., Prevosto, B.,Vallejo, VR. 2015. Reforestation with resprouter species to increase diversity and resilience in aleppo pine forests: a comparison between se france and se spain. Sesion s2. 4º Congreso Ibérico de Ecología AEET-SPECO. Coimbra, Portugal, 16-19 Junio.  Pp: 75. Ponencia oral.

Vilagrosa A., García  de  la Serrana, R., Heredia, M., Chirino, E., Alloza, JA. 2015. Pine mortality in southeast spain after an extreme dry and warm year: interactions among drought stress, carbohydrates and bark beetle attack. Sesión SP5 (Carbohydrate dynamics for growth in plants). 4º Congreso Ibérico de Ecología AEET-SPECO. Coimbra, Portugal, 16-19 Junio.  Pp: 223. Ponencia oral.

Granados, ME., Vilagrosa, A., Chirino, E., Vallejo, VR. 2015. Introduction of resprouter species to increase resilience of Mediterranean ecosystems to cope with wildfires. Session 2.1: Crops, livestock, genetics, seed systems. 3rd Scientific UNCCD Conference “Combating desertifi cation/land degradation and drought for poverty reduction and sustainable development: the contribution of science, technology, traditional knowledge and practices”. Cancún, México. 9-12 Marzo. Pp: 131-132. Ponencia oral.

Chirino, E., Heredia-Osorio, M., Granados, Mª. E., Vilagrosa, A., Manrique-Alba, A., Ruiz-Yanetti, S., Andarcio, C., Bellot, J.2015. Balance hídrico del suelo en pinares con diferente densidad de arbolado. Efectos sobre el establecimiento de brinzales de especies rebrotadoras bajo el dosel. III Reunión del grupo de trabajo de Hidrología Forestal (SECF) “La hidrología forestal: ciencia y técnicas útiles”. Valencia, 9-11 Marzo. Ponencia Oral. 

VALLEJO VR., ALLOZA JA., BAEZA J., VALDECANTOS A., VILAGROSA A. 2014. La millora de resultats en plantacions de restauració. 20 anys d’investigació aplicada. Jornada EcoplantMed - València, 13 novembre  2014. Conferencia invitada. 

GAVINET J., VILAGROSA A., CHIRINO E., GRANADOS ME., VALLEJO V.R., PRÉVOSTO B. 2014. Effect of Aleppo pine thinning on development of introduced hardwood species: a comparison between SE France and SE Spain. Coll L, Climent J, Ximenis I, Bravo-Oviedo A & Mutke S (eds.). 5th International Conference on Mediterranean Pines (Medpine5), Solsona 2014.Bbook of abstracts. INIA, pp: 56. Ponencia oral.

Granados M.E, vilagrosa a, GARCÏA-ALBA, J., vallejo v.r. 2014. Establecimiento de especies rebrotadoras en bosques de Pinus halepensis: Facilitación o competencia. 9º Congreso Estatal de Ciencia, Tecnología e Innovación y Tercer Encuentro de Jóvenes Investigadores del Estado de Michoacán. 16-17 Octubre 2014. Morelia (Michoacán, México). (Com. Oral).

VILAGROSA A. 2014. Características del SLA en diferentes especies y grupos funcionales. IV Coloquio de primavera sobre ecosfisiología forestal. Añón de Moncayo (Zaragoza). 7-9 Mayo. Presentación oral.

Vasques, A., Chirino, E., Vilagrosa, A., Vallejo, R., Keizer, J. 2014 The role of seed provenance in the early development of Arbutus unedo seedlings under contrasting watering conditions. NAEM 2014, Netherlands, 11-12/02/2014. Poster

Granados M.E, vilagrosa a, chirino e, vallejo v.r. 2014. Respuesta de especies mediterráneas a la disponibilidad de luz y agua en condiciones de campo. XI encuentro Participación de la Mujer en la Ciencia. 14-16 Mayo 2014. León, Guanajuato, México. (Com. Oral).

Vilagrosa A, Chirino E, Granados ME, Heredia M, Cortina J, Vallejo VR. 2013. Adapting ecological restoration to global change. In: Congress about Adapting to global change in the Mediterranean hotspot. Organizado por CSIC, Ecogenes project (FP 7, EU). Sevilla 18-20 Septiembre. Poster

Granados M.E., Vilagrosa A., Chirino E., Vallejo V.R. 2013. Uso de espécies rebrotadoras para aumentar La resiliencia de bosques mediterrâneos frente a incendios forestales.  En: XI Congreso Mexicano sobre Recursos Forestales-SOMEREFO, 1-4 Octubre 2013, Saltillo Ciahuila, México. Comunicación Oral.

Vilagrosa A. 2013. Restauración forestal en zonas degradadas y afectadas por incendios forestales en el sudeste peninsular: el programa de investigación forestal del CEAM. En: Creando Redes, I Foro de Restauración Ecológica, 4-5 Julio, Madrid. Comunicación Oral.

Vilagrosa A. 2013. Ecofisiología de especies Mediterráneas aplicada a la Restauración de Ecosistemas. Tercer Coloquio de Ecofisiología, Sant Celoni, Barcelona. 26-28 Junio. Comunicación Oral.

Vilagrosa A. 2013. Están las especies germinadoras mejor preparadas para vivir en los ecosistemas mediterráneos?. Tercer Coloquio de Ecofisiología, Sant Celoni, Barcelona. 26-28 Junio. Comunicación Oral.

Vilagrosa A. 2012. Restauración de áreas aterrazadas con pinos en el marco del proyecto piloto de restauración en Albatera. En: encuentro de restauración de áreas afectadas por aterrazamiento y pinares de reforestación. Murcia, 19 diciembre 2012. Organizado por ANCE, CEBAS-CSIC y CEMACAM. Oral.

Vilagrosa A., Llorca M., Puértolas J., Luis V.C., Chirino E., Llovet J., Bautista S., Alloza J.A., Vallejo V.R. 2012. Interacciones entre funcionalidad y diversidad en ecosistemas degradados y su relación con las actividades de reforestación. En: Avances en la restauración de ecosistemas forestales. II Reunión conjunta del Grupo de Trabajo de Repoblaciones Forestales de la SECF y del Grupo de Trabajo de Restauración Ecológica de la AEET. Palencia, 22-23 Noviembre 2012. Comunicación Oral.

Chirino, E., Erades, A., Vilagrosa, A., Vallejo, V.R. 2012.  Dinámica, morfología y topología del sistema radical de seis especies leñosas mediterráneas. II Reunión conjunta del Grupo de Trabajo de Repoblaciones Forestales de la SECF y del Grupo de Trabajo de Restauración Ecológica de la AEET. Palencia, 22-23 Noviembre 2012. Poster.

Granados, M.E., Vilagrosa, A., Chirino, E., Vallejo, V.R. 2012. Utilización de especies rebrotadoras para la restauración de bosques perturbados por incendios forestales. 7º congreso estatal de Ciencia, Tecnología e Innovación (CECTI). 30 y 31 de Octubre del 2012, Michoacán, Morelia, México.

Granados, M.E., Vilagrosa, A., Chirino, E., Vallejo, V.R. 2012. Use of Woody resprouter species for ecological restoration under the canopy of Aleppo pine. 6th International Canopy Conference. October 24-27, Oaxaca, México.

Vilagrosa, A., PEGUERO, JJ. 2012. Nuevas herramientas para análisis de las relaciones hídricas en plantas. 2nd Coloquio de primavera sobre Ecofisiología Forestal. 19-22 Junio. Palma de Mallorca. Oral

Tesis doctorales finalizadas relacionadas con el proyecto

Estado nutricional de especies leñosas mediterráneas e implicaciones en la restauración ecológica. Roman Trubat Domenec.  Universidad de Alicante. Dept. Ecología. Directores tesis: J. CORTINA Y A. VILAGROSA. Parcialmente relacionada

Aspectos ecológicos de Quercus coccifera L. de interés en planes de conservación y restauración forestal. Estrella Pastor Llorca. Universidad de Alicante. Dept. Ecología. Directores tesis: A. BONET Y A. VILAGROSA.  Parcialmente relacionada

En realización:

Miriam Heredia (En realización). Ecohidrología de bosques de pino carrasco. Vulnerabilidad y resistencia a la sequía del pino y especies coexistentes en el contexto de la restauración forestal. U. Barcelona. Dir: A. Vilagrosa, E. Chirino, R. Vallejo.  Totalmente relacionada

MªElena Granados (En realización). Restauración de bosques de Pinus halepensis mediante el uso de especies rebrotadoras para favorecer la resiliencia del ecosistema frente a posibles perturbaciones. U. Barcelona. Dir: R. Vallejo, A. Vilagrosa. Totalmente relacionada

Tesis master y bachelor:

Tesis-Master: López Serrano, L. 2014. Is poor seedling development after outplanting related to greater chances to die?. TFM del Master en Gestión y Restauración del Medio Natural. Univ Alicante. Dirección: A. Vilagrosa. Muy relacionada

Tesis-bachelor: Cepanzic A.(2015) Survival, growth and functional leaf traits of several species used for reforestation in Mediterranean ecosystems Univ Eberswalde, Germany. Dirección: A. Vilagrosa (CEAM), P. Spathelf (Univ Eberswalde, Germany). Muy relacionada

Tesis-Master: Molina Villamar, J.E. 2015. Supervivencia en la reforestación de Albatera después del verano de 2014. TFM del Master en Gestión  y Restauración del Medio Natural. Universidad de Barcelona. Dirección: A. Vilagrosa, V.R. Vallejo. Parcialmente relacionada

Otras publicaciones derivadas de colaboraciones mantenidas durante la ejecución del proyecto y que pudieran ser relevantes para el mismo, así como artículos de divulgación libros, conferencias

Con agradecimientos explícitos al proyecto:

Peguero-pina, J. J., Sancho-Knapik, D., Barrón, E., Camarero, J. J., Vilagrosa, A., and Gil-Pelegrín, E., 2014. Morphological and physiological divergences within Quercus ilex support the existence of different ecotypes depending on climatic dryness. Annals of Botany, doi: 10.1093/aob/mcu108: 301-313.http://dx.doi.org/10.1093/aob/mcu108

Cortina, J., Vilagrosa, A., and Trubat, R., 2013. The role of nutrients for improving seedling quality in drylands. New Forests, 44: 719-732.http://dx.doi.org/10.1007/s11056-013-9379-3

Disante, K., Cortina, J., Vilagrosa, A., Fuentes, D., Hernández, E. I., and Ljung, K., 2013. Alleviation of Zn toxicity by low water availability. Physiologia Plantarum, 150:412-424. http://dx.doi.org/10.1111/ppl.12095

Vasques, A., Chirino, E., Vilagrosa, A., Vallejo, V. R., and Keizer, J. J., 2013. The role os seed provenance in the early development of Arbutus unedo seedling under contrasting watering conditions. Environmental and Experimental Botany, 96: 11-19. http://dx.doi.org/10.1016/j.envexpbot.2013.08.004

Cortina, J., Ruiz-Mirazo, J., Amat, B., Amghar, F., Bautista, S., Chirino, E., Derak, M., Fuentes, D., Maestre, F. T., Valdecantos, A., and Vilagrosa, A., 2012. Bases para la restauración ecológica de espartales. UICN. Gland, Suiza y Málaga, España. 26 pp.

Trubat, R., Cortina, J., and Vilagrosa, A., 2012. Root architecture and hydraulic conductance in nutrient deprived Pistacia lentiscus L. seedling. Oecologia, 170: 899-908.http://dx.doi.org/10.1007/s00442-012-2380-2

Chirino, E., Vilagrosa, A., and Vallejo, V. R., 2011. Using hydrogel and clay to improve the water status of seedling for dryland restoration. Plant Soil, 344: 99-110.http://dx.doi.org/10.1007/s11104-011-0730-1

Vilagrosa, A., Llorca, M., Puértolas, J., Luis, V. C., Chirino, E., Llovet, J., Bautista, S., Alloza, J. A., and Vallejo, V. R., 2013. Cambios en la funcionalidad y diversidad en ecosistemas degradados y su relación con las actividades de reforestación. In: Martínez-Ruiz, C., Lario Leza, F. J., and Fernández-Santos, B., (eds.). Avances en la restauración de sistemas forestales. Técnicas de implantación pp:143-148. SECF-AEET, Madrid, España.