Interacciones planta-suelo en un bosque mediterráneo

Resumen

El conocimiento de las interacciones que se establecen entre las plantas y los suelos sobre los que se desarrollan es esencial para comprender el funcionamiento de los ecosistemas y poder prever su respuesta ante el cambio global. En esta tesis doctoral se aborda el estudio de las interacciones ... ecológicas entre el suelo y las especies forestales de los bosques mediterráneos con el objetivo de conocer los mecanismos subyacentes a estas interacciones, elucidar posibles procesos de retroalimentación y comprender cómo estos dos componentes gobiernan conjuntamente el funcionamiento del ecosistema. Para ello se realizaron trabajos descriptivos y experimentales en condiciones de campo. Los estudios se desarrollaron en el Parque Natural Los Alcornocales, situado en las provincias de Cádiz y Málaga. El Parque comprende un área aproximada de 170 000 ha y su vegetación está dominada por un bosque mixto de alcornoque (Quercus suber L.) y quejigo moruno (Q. canariensis Willd.).En primer lugar se exploró el espectro de rasgos foliares en una comunidad de plantas leñosas y se investigaron las relaciones a nivel de especie entre los rasgos foliares y otros índices funcionales relacionados con la adquisición de recursos. Además se evaluó la variación de los rasgos foliares funcionales a nivel de comunidad y su relación con factores ambientales clave. Para ello se estudiaron diecisiete especies leñosas coexistentes incluyendo árboles, arbustos y enredaderas. Los rasgos foliares químicos, en particular el contenido de micronutrientes y elementos no esenciales, fueron más variables entre las especies que los rasgos morfológicos. El contenido isotópico foliar reflejó aspectos funcionales de las especies, como su eficiencia en el uso del agua o el tipo de interacciones simbióticas. La relación encontrada entre la masa foliar por unidad de área y múltiples variables funcionales y ambientales a nivel de especie y de comunidad señaló a esta característica foliar como un importante marcador funcional indicador de la estrategia de las especies en la adquisición de recursos, de su interacción con las condiciones ambientales y de la dinámica funcional de la comunidad.A continuación, la tesis se centra en las dos especies de quercíneas que coexisten en estos bosques, la primera de hoja perenne y esclerófila (Q. suber) y la segunda de hoja marcescente y no-esclerófila (Q. canariensis), y en las relaciones que establecen con el suelo subyacente. Se investigó la influencia de las dos especies de quercíneas en las condiciones de fertilidad del suelo, para lo cual se estudiaron cinco componentes del sistema planta-suelo (hojas vivas, desfronde, hojarasca, suelo superficial y profundo). Se detectó un gradiente global de enriquecimiento en nutrientes común para los cinco componentes estudiados, a lo largo del cual se diferenciaron los nichos biogeoquímicos de las dos quercíneas. La especie marcescente Q. canariensis poseía tejidos más enriquecidos y ocupaba ambientes más fértiles que la perennifolia Q. suber. La existencia de un posible ciclo de retroalimentación en el que las dos especies de quercíneas, a través de un distinto retorno de nutrientes, modificaban las propiedades del suelo de un modo tal que repercutía positivamente sobre la presencia de la propia especie se contrastó mediante modelos causales. Seguidamente se estudiaron los mecanismos mediante los cuales ambas especies de quercíneas afectan al proceso de descomposición de la hojarasca y se investigaron fenómenos asociados a la descomposición en bosques mixtos. Se analizaron los patrones de inmovilización y liberación de nutrientes durante el proceso de descomposición de la hojarasca. Las especies influyeron en la dinámica de la descomposición tanto a través de la calidad de su desfronde como mediante las condiciones ambientales que generan. Los cambios en el contenido de calcio de la hojarasca y el suelo explicaron en un grado significativo las diferencias observadas en la dinámica de descomposición.Para conocer la repercusión de los cambios abióticos en las comunidades bióticas del suelo se investigó el efecto que la estacionalidad, el tipo de cobertura vegetal, incluyendo la cobertura de alcornoque y de quejigo, y la profundidad del suelo tenían sobre el contenido en carbono, nitrógeno y fósforo microbiano de los suelos forestales mediterráneos estudiados. Se observaron cambios estacionales en el contenido microbiano de N y P, cuyos valores fueron superiores en primavera y otoño. Los valores registrados de las diferentes propiedades microbianas bajo cobertura de Q. canariensis y bajo matorral fueron mayores que bajo Q. suber y en zonas abiertas. Estas diferencias sólo fueron perceptibles en primavera. Los valores microbianos de C, N y P decrecieron significativamente con la profundidad en todos los casos estudiados.Finalmente, se evaluó la diversidad y estructura de la comunidad de hongos ectomicorrícicos asociados a las raíces de Q. canariensis y Q. suber empleando técnicas moleculares para la identificación de especies. La comunidad de hongos simbiontes estaba dominada por tres familias: Telephoraceae, Russulaceae y Cortinariaceae. Se observó que la distribución de especies simbiontes respondía a las condiciones de fertilidad y acidez de suelo superficial generadas por ambas quercíneas. Este efecto indirecto de la especie huésped sobre la comunidad de hongos ectomicorrícicos se relacionó con cambios en la composición específica y en la diversidad filogenética de la comunidad micorrícica.