Durant les darreres dècades s’han documentat arreu del món múltiples casos de mortalitat forestal produïda per sequera i és probable que aquests augmentin amb el canvi climàtic, particularment en aquelles zones on la disponibilitat d’aigua és ja limitada. Aquests episodis de decaïment forestal poden provocar canvis sobtats en l’estructura i funcionament dels ecosistemes. L’objectiu principal d’aquesta tesi doctoral és el d’aprofundir en els mecanismes fisiològics que intervenen en els processos de decaïment induït per sequera en boscos. Els estudis s’han fet en una població de pi roig (Pinus sylvestris L.) a les Muntanyes de Prades, Tarragona. En aquesta població s’han documentat diferents episodis de mortalitat per sequera en el pi roig. L’alzina (Quercus ilex L.) tendeix a ocupar els rodals afectats per mortalitat de pins i és una ferma candidata a substituir el pi com a espècie dominant. En aquesta tesi m’he centrat en estudiar els principals mecanismes fisiològics que s’han proposat com a principals desencadenants de la mortalitat forestal produïda per sequera: l’esgotament de les reserves de carboni i la fallida hidràulica. Tenint en compte que la defoliació és un símptoma del decaïment forestal i que està associada a un major risc de mortalitat, hem caracteritzat les conseqüències fisiològiques de la defoliació en el pi roig, comparant els patrons estacionals de flux de saba, els potencials hídrics foliars i la conductància hidràulica de la planta entre pins defoliats i pins sans (no defoliats) (Capítol 2), per a testar la hipòtesi que pins defoliats serien més sensibles a la sequera. En el Capítol 3, s’ha mesurat la vulnerabilitat a l’embolisme en branques i arrels, i l’estacionalitat en l’embolisme nadiu i els nivells de les reserves de carbohidrats no estructurals en pins defoliats i no defoliats amb l’objectiu de testar si la defoliació s’associa més amb processos de fallida hidràulica o d’inanició per manca de carboni. A més, també s’ha analitzat el paper dels fongs patògens com a possible factor implicat en la defoliació. Posteriorment, he utilitzat dades de microvariacions del radi del xilema per a estudiar la resposta a la sequera de la resistència hidràulica subterrània i de la seva contribució a la resistència total en pins defoliats i no defoliats (Capítol 4). Finalment, s’han estudiat les respostes a la sequera de pins roig i alzines en boscos mixtos i purs (Capítol 5) per tal de determinar possibles diferències fisiològiques que influeixin en la competència entre les dues espècies en un escenari de substitució del pi roig per l’alzina. Els resultats d’aquesta tesi mostren que els pins defoliats són més sensibles a la sequera que els pins no defoliats i presenten una major reducció de la seva transpiració com a conseqüència del tancament estomàtic, associat també a una reducció de la conductància hidràulica al llarg de tot l’arbre (Capítol 2). Els arbres defoliats presenten menys reserves de carbohidrats no estructurals en tots els òrgans, sobretot en els mesos d’estiu (Capítol 3). Al Capítol 4 observem com la resistència hidràulica radicular juga un paper important durant la sequera, però, en aquest cas, els pins no defoliats són els que pateixen majors constriccions en el transport d’aigua en la zona radicular en condicions de sequera. Tot i que les complexes interrelacions entre l’economia de l’aigua i el carboni fan difícil esbrinar quin és el mecanisme precís que porta a la mortalitat produïda per sequera, en el nostre cas la reducció en les reserves de carbohidrats sembla tenir un paper fonamental. Finalment, en el Capítol 5, observem una major resistència a la sequera de l’alzina en comparació amb el pi roig, malgrat una certa tendència en l’alzina a patir un risc més elevat de fallida hidràulica durant sequeres intenses. Aquesta resistència a la sequera de l’alzina, tant en masses pures com mixtes co-habitant amb el pi roig, suggereix que el procés de substitució del pi roig per l’alzina continuarà en el futur.
Understanding the physiological mechanisms of drought-induced decline in Scots pine (Pinus sylvestris L.)
Aguade Vidal, D. (Autor). 22 de febr. 2017
Tesi d’estudis: Tesi doctoral
Tesi d’estudis: Tesi doctoral