Integrating hydraulics into the functional traits framework to understand plant adjustments along a water availability gradient

Tesi d’estudis: Tesi doctoral

Resum

Una de les principals contribucions com ecòlegs forestals al segle XXI és proporcionar la teoria i aproximacions ecològiques per descriure i predir canvis dels ecosistemes forestals causats pel canvi global. En l'última dècada, l'ecologia basada en els trets funcionals ha sorgit com a una nova disciplina capaç de transformar l'ecologia en una disciplina més mecanicista i predictiva, i no només merament descriptiva. Tanmateix, algunes de les seves assumpcions fundacionals no s'han testat rigorosament. S'assumeix que els trets mesurats a nivell d'òrgan es poden escalar fàcilment a nivell de tota la planta, que la variabilitat intraespecífica dels trets (ITV) es pot ignorar en gran mesura i que els trets afecten les taxes demogràfiques dels individus i, per tant, són funcionals. A més, la majoria d'aproximacions estudien trets relativament fàcils i ràpids de mesurar per a un gran nombre de mostres, tot i que no estan directament relacionats amb mecanismes fisiològics específics. En aquesta tesis, mostrem que els trets hidràulics de les plantes poden ser de gran utilitat a l'hora d'entendre les principals estratègies ecològiques de les plantes. El transport d'aigua de les plantes afecta tant la seva taxa fotosintètica com el seu creixement. La hidràulica de les plantes permet incorporar l'aigua en l'economia del carboni i els nutrients, i determina la resistència de les plantes a la sequera esdevenint un factor clau a l'hora d'avaluar la vulnerabilitat dels boscos al canvi climàtic. L'objectiu principal d'aquesta tesi és integrar els trets hidràulics en el marc dels trets funcionals clàssics, i determinar-ne la variabilitat, relacions i compromisos a diferents escales, així com usar aquesta informació per definir estratègies de les plantes per fer front a la sequera. Per tal d'aconseguir aquest objectiu, es van seguir dues aproximacions diferents: una basada en la compilació d'un conjunt de dades global de 1149 espècies d'arreu del món (Capítol 2); i una altra basada en dades de trets foliars, del tronc i hidràulics mesurats al llarg d'un gradient de disponibilitat d'aigua, en sis de les espècies arbòries dominants a Catalunya (NE Espanya) (Capítol 3 i Capítol 4). Concretament, al Capítol 2 es testa un nou marc conceptual que relaciona els trets hidràulics amb els trets més clàssics a nivell global. En el Capítol 3 s'investiguen els ajustos i la coordinació dels trets hidràulics, foliars i del tronc al llarg d'un gradient de disponibilitat d'aigua a nivell interespecífic i intraespecífic. Finalment, al Capítol 4 s'avalua la importància funcional dels trets estudiats en el capítol anterior, explorant-ne les relacions amb el creixement dels arbres a nivell interespecífic i intraespecífic. Un resultat rellevant d'aquesta tesi és que no hem trobat evidències que donin suport a l'existència d'un espectre econòmic global de tota la planta que n'integri els diferents òrgans i recursos (carboni, nutrients i aigua). D'aquesta manera, escalar els trets mesurats a nivell d'òrgan a trets de tota la planta i estratègies en l'ús de recursos, pot ser més difícil del que es sol preveure degut a les respostes compensatòries que es donen dins d'un mateix individu. També mostrem que la ITV és especialment rellevant en trets integradors que involucren més d'un òrgan i que incorporar la ITV és un pas necessari per millorar la nostra comprensió dels ajustos de les plantes als canvis ambientals. Finalment, il·lustrem que la nostra comprensió de les relacions entre el creixement i els trets pot millorar considerablement mitjançant la selecció de trets estretament relacionats amb funcions fisiològiques i factors ambientals específics del context d'estudi, integrant els trets al llarg d'eixos comuns de variació, i reavaluant les variables que s'utilitzen per reflectir el funcionament de la planta.
Data del Ajut24 d’abr. 2019
Idioma originalEnglish
SupervisorJordi Martinez Vilalta (Director/a), Maurizio Mencuccini (Codirector/a) & Sandra Saura Mas (Codirector/a)

Com citar-ho

'