Efecto de Stipa tenacissima L. Sobre los flujos de agua del sistema suelo-esparto en un ecosistema semiárido de Pinus halepensis Mill. En el SE peninsular: implicaciones para la gestión forestal

La elección de las técnicas de manejo forestal más adecuadas encaminadas a aumentar la resiliencia de las especies de interés ante el cambio climático requiere de un estudio previo sobre los intercambios de agua que acontecen dentro del ecosistema. En este sentido, el análisis de los flujos de agua procedentes de los diferentes compartimentos del ecosistema adquiere una especial relevancia, sobre todo en los ecosistemas semiáridos de la cuenca Mediterránea, sujetos a déficit hídrico durante largos periodos de tiempo. Actualmente, la mayoría de las investigaciones se han centrado en analizar el efecto de la aplicación de técnicas silvícolas sobre la mejora en el crecimiento de las especies forestales de mayor interés económico o en la restauración de territorios degradados por la erosión o los incendios forestales. Sin embargo, pocos estudios se han centrado en aumentar el conocimiento acerca del efecto de la lucha por los recursos sobre los flujos de agua dentro de un ecosistema semiárido para, de este modo, garantizar una correcta gestión de los bosques mediterráneos vulnerables al cambio climático. En este marco, esta Tesis analiza, en primer lugar, el efecto de la especie que domina el estrato arbóreo, ésta es el pino carrasco (Pinus halepensis Mill.), sobre la evaporación del suelo desnudo, a lo largo del cuarto trimestre del año 2019 y el primer trimestre del año 2020 (Capítulo 1). Para ello, se ha llevado a cabo un uso innovador de una cámara de medición de flujos de agua preparada para medir la evapotranspiración de plantas de porte pequeño. Además, se ha modelizado la evaporación del suelo desnudo teniendo en cuenta las fases de la evaporación y las variables ambientales más relevantes, con el fin de analizar el efecto de la densidad de arbolado sobre la evaporación del suelo. A continuación, el efecto de la presencia del pino carrasco sobre la evapotranspiración de la especie que domina el estrato arbustivo en el área de estudio, ésta es el esparto (Stipa tenacissima L.), ha sido analizado entre el cuarto trimestre del año 2019 y el primer trimestre del año 2020 (Capítulo 2). Estas medidas se tomaron haciendo uso de la cámara de medición de flujos de agua utilizada en el capítulo anterior. Además, se ha realizado el escalado a nivel ecosistema de las medidas de evapotranspiración tomadas a nivel de la mata de esparto. Para ello, se ha utilizado un sistema Eddy Covariance como referencia y un LiDAR terrestre móvil para inventariar con precisión el estrato arbustivo de la zona de donde procedieron los flujos de agua. Por último, el estudio de la transpiración del esparto a nivel hoja se ha realizado en función de diferentes niveles de competencia interespecífica, distintos tamaños de mata y estado de senectud foliar, entre el tercer trimestre del año 2020 y el primer trimestre del año 2021 (Capítulo 3). Las medidas de transpiración y conductancia estomática a nivel hoja se tomaron con un equipo portátil de medición de la transpiración. Además, se escaló a nivel individuo la transpiración del esparto medida a nivel hoja, utilizando la cámara de medición de flujos de agua a nivel individuo como sistema de referencia. La modelización tanto de la transpiración como de la conductancia estomática medidas a nivel hoja en función del estado de senectud foliar se ha realizado en función de los parámetros ambientales más relevantes. Esta investigación ha revelado que la cámara de medición de flujos subestimó los flujos de agua, lo que hizo necesario la aplicación de un factor de corrección antes de su utilización en las campañas experimentales. Por otra parte, en promedio, la evaporación del suelo sin vegetación fue en otoño de 2019 e invierno de 2020 un 72 y un 44% más altas en la zona alejada de la influencia del pino carrasco, respectivamente. El análisis de los parámetros ambientales utilizados en los modelos de evaporación del suelo desnudo permitió llegar a la conclusión de que la cantidad de radiación solar que alcanzó el suelo determino en gran medida la intensidad del proceso de evaporación, viéndose afectado negativamente por la proximidad de los pinos circundantes. Los hallazgos obtenidos en este estudio han demostrado que la presencia de esparto aumentó los flujos de agua hacia la atmósfera en comparación con los flujos de agua procedentes de la evaporación del suelo sin vegetación, de forma significativa en la zona próxima a los pinos, tanto en otoño de 2019 como en invierno de 2020. Además, como la presencia de esparto no tuvo un efecto significativo sobre la humedad del suelo con respecto al suelo sin esparto, se ha confirmado su efecto negativo en la zona más próxima a los pinos, donde las reservas hídricas fueron más escasas y estuvieron sujetas a una mayor competencia. Por otro lado, las diferencias espaciales observadas en la evapotranspiración del esparto en el bosque de pino carrasco se debieron más a la cantidad de radiación solar que alcanzó cada mata de esparto más que a la humedad del suelo. Además, la utilización de un equipo LiDAR terrestre móvil para la determinación precisa de la fracción de cabida cubierta ocupada por el esparto, permitió comparar las medidas escaladas a nivel ecosistema de la evapotranspiración del esparto y la evaporación del suelo desnudo, tomadas con la cámara de flujos de agua, con un equipo Eddy Covariance de referencia. En este estudio también se ha observado que la pérdida de agua por transpiración bajo condiciones sin estrés hídrico supuso un mecanismo efectivo del esparto para la refrigeración a nivel hoja ante elevados niveles de radiación solar. Además, la falta de regulación estomática de las hojas en proceso de senescencia produjo una pérdida de agua a través de las hojas, especialmente necesaria sobre todo durante la época estival. Por otro lado, la proximidad del pino carrasco y el tamaño de la mata no tuvieron un efecto significativo sobre la transpiración y la conductancia estomática de las hojas del esparto, independientemente de su estado de senectud. Según los modelos obtenidos para la transpiración y la conductancia estomática medidas a nivel hoja en el esparto, se ha observado que los incrementos en la humedad y temperatura del suelo tuvieron un efecto positivo y negativo sobre la transpiración y conductancia estomática de las hojas verdes, respectivamente. Por otro parte, la temperatura del suelo tuvo un efecto negativo sobre la transpiración y conductancia estomática de las hojas senescentes, salvo durante el invierno, cuando tuvo un efecto positivo. Finalmente, con el fin de aumentar las reservas hídricas disponibles para el pino carrasco, se ha constatado que la retirada del esparto situado en áreas próximas a los pinos podría resultar beneficiosa. Por otro lado, la eliminación del esparto en las áreas alejadas del pino carrasco podría no resultar conveniente debido a que es probable que esta acción no aumente las reservas hídricas del suelo, así como tampoco podrían ser utilizadas por los pinos al encontrarse fuera de su alcance. En general, esta tesis supone un avance en el estudio de las interacciones ecológicas entre el pino carrasco y el esparto en uno de los ecosistemas más característico de la cuenca Mediterránea. Este estudio, además, contribuye a aumentar el conocimiento acerca del efecto de la presencia del esparto sobre los flujos de agua suelo-esparto en ecosistemas dominados por el pino carrasco bajo un clima semiárido, proporcionando la información necesaria que pueda servir como base para la elección de la técnica silvícolas más adecuada que garantice una gestión forestal sostenible