PROGRAMA INVESTIGACIÓN FORESTAL

El programa de Investigación Forestal de la Fundación CEAM aborda el análisis de las causas de la desertificación y el impacto de los incendios forestales. Sobre este análisis se desarrollan procedimientos y técnicas que permiten mejorar la prevención de incendios y la restauración de ecosistemas degradados. Los objetivos específicos planteados en el programa son:

·       Desarrollar técnicas de prevención de incendios.

·       Mitigar los efectos negativos de los incendios con la protección de los ecosistemas a corto y medio plazo.

·       Restaurar los montes quemados y degradados mediante el establecimiento de comunidades vegetales de alta capacidad de respuesta al fuego y resistentes a la sequía.

·       Conservar, mejorar y revalorizar los montes valencianos y, por extensión, mediterráneos en general.

Actualmente el programa se estructura en cuatro áreas temáticas: selvicultura preventiva, gestión del monte quemado y ecología del fuego, restauración forestal y gestión del monte arbolado. A continuación se enumeran las principales actividades de I+D desarrolladas durante el año 2010.

§      Selvicultura preventiva

Las investigaciones llevadas a cabo evalúan técnicas de gestión del combustible basándose en el conocimiento de los atributos funcionales y estructurales de las especies dominantes de áreas forestadas. Estos estudios profundizan en la estructura del combustible de especies mediterráneas con relación al riesgo de ignición y propagación del fuego; también se analiza la eficiencia de las técnicas de control de especies en la gestión hacia bosques diversos y menos vulnerables.

Inflamabilidad de los matorrales de Ulex parviflorus (aulaga)

Durante el ejercicio 2010 las principales investigaciones se han centrado en evaluar la inflamabilidad en 9 especies de comunidades de matorral en diferente estado sucesional.

Los trabajos se han realizado mediante la concesión de una beca de doctorado del Plan Nacional de Formación de Personal Investigador “Dinámica de ecosistemas dominados por especies germinadoras obligadas en el Oeste de la Cuenca Mediterránea: Respuesta sucesional a incendios recurrentes” y en el marco del proyecto financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación  “Recurrencia de incendios en ecosistemas mediterráneos: consecuencias en las trayectorias sucesionales regresivas o progresivas en un escenario de cambio global” (FIREMED).

Objetivo/Definición: Evaluar técnicas de prevención de incendios en formaciones altamente combustibles y minimizar los efectos negativos de los incendios con la protección de los ecosistemas a corto y medio plazo. Estudio de combustibles en especies ampliamente representadas en los ecosistemas valencianos y mediterráneos, en diferentes estadíos sucesionales tras fuego.

Resultados destacables:

Se ha obtenido la curva de evolución de inflamabilidad como un índice de abundancia de los combustibles finos muertos en los diferentes estados sucesionales del matorral. La mayoría de las 9 especies estudiadas muestran una marcada tendencia a acumular combustible muerto. Juniperus oxycedrus (cade) fue la única especie que no mostró incrementos significativos en el porcentaje total de combustible muerto. Debido a su estructura espinosa, Ulex parviflorus presentó el patrón más característico frente al resto de especies (Fig. 44). Esta especie mostró diferencias significativas en el porcentaje total de combustible muerto con los mayores valores a los 9 años (56,8%) y valores significativamente inferiores 43,6 y 39,9% a los 14 y 26 años respectivamente. Especies como Cistus clusii (jara), Pinus halepensis (pino carrasco) y Rosmarinus officinalis (romero) también mostraron diferencias en el porcentaje total de combustible muerto entre diferentes años tras el fuego, aunque solamente fueron significativas a los 26 años cuando se obtuvieron los valores más altos con 29,7, 13,4 y 8,1% para C. clusii, P. halepensis y R. officinalis respectivamente. Erica multiflora (brezo) fue la única especie que mostró un incremento significativo en todas las edades tras el fuego. Tanto en Quercus ilex (encina carrasca) como en Q. coccifera (coscoja) se observaron diferencias significativas con la edad del matorral pero con valores relativamente bajos.

Fig. 44.- Dinámica del combustible muerto en planta en diferentes estados de desarrollo del matorral tras incendio de las 9 especies estudiadas.

Los resultados obtenidos permiten planificar las intervenciones del control de combustible, según las especies, para mantener una baja inflamabilidad y combustibilidad en el monte.

Efecto del tratamiento del matorral sobre el establecimiento de frondosas.

En ambientes mediterráneos secos es frecuente encontrar comunidades vegetales post-incendio caracterizadas por la escasez de individuos de especies rebrotadoras, más resilientes, y dominadas por especies arbustivas germinadoras que presentan un elevado riesgo de incendio (i.e. Ulex parviflorus, Cistus albidus, Rosmarinus officinalis). La gestión de estas áreas debe abordar de manera simultánea la reducción del riesgo de incendio y la mejora de la composición vegetal y la biodiversidad, favoreciendo la presencia de especies arbóreas y arbustivas que tengan la capacidad de rebrotar rápidamente después de un eventual incendio forestal. Las actividades de esta línea se han realizado en el proyecto “Restauración de cubiertas vegetales degradadas en la transición seco-semiárido” (RECUVES; Ministerio de Medio Ambiente).

Objetivo/Definición: Evaluación del efecto a medio plazo (7 años) de diferentes técnicas de gestión de la masa vegetal sobre el establecimiento y crecimiento de individuos de especies rebrotadoras introducidos artificialmente. En concreto las especies estudiadas son dos arbustivas (Pistacia lentisc - lentisco y Rhamnus alaternus - aladierno) y una arbórea (Quercus ilex). Dichas técnicas incluyen el desbroce selectivo de los individuos de especies germinadoras obligadas (matorral vs. desbroce) y la protección de la superficie del suelo con una capa de acolchado o mulch procedente de dicho desbroce (presencia vs. ausencia de mulch).

Resultados destacables: Después de siete años desde la instalación de las parcelas experimentales, el establecimiento de los brinzales ha sido elevado, especialmente en el caso de Q. ilex y R. alaternus. En general, estas dos especies mostraron tasas de supervivencia superiores al 90% (Tabla 1), valores muy altos en relación a otras experiencias bajo condiciones ambientales similares. Dada la escasa mortalidad registrada en estas especies, los tratamientos experimentales de gestión del matorral germinador y de aplicación de mulch no han ofrecido ningún efecto significativo sobre la supervivencia. En la tercera especie considerada, Pistacia lentiscus, hemos observado porcentajes de supervivencia sensiblemente más bajos que en las otras dos especies mencionadas, con un valor medio de supervivencia de 41,8%. Los tratamientos experimentales sí tuvieron efecto sobre el establecimiento de los brinzales de lentisco, pues la plantación en las zonas sometidas a desbroce selectivo de la vegetación mejoró de manera significativa la supervivencia. Igualmente, la protección de la superficie del suelo con una capa de mulch aumentó significativamente la supervivencia. Probablemente estos resultados están relacionados con la termicidad de esta especie y con el hecho de que las parcelas están situadas en ombroclima Mesomediterráneo, donde las heladas en el invierno son habituales.

Tabla. 1.-Porcentajes de supervivencia (media y error estándar, n=3 parcelas) de brinzales de especies rebrotadoras 7 años después de su plantación (junio 2010) bajo condiciones mediterráneas secas, en función de los tratamientos experimentales de gestión del matorral y aplicación de mulch en la superficie del hoyo de plantación.

El crecimiento de los brinzales mostró un patrón común a las tres especies estudiadas (Fig. 45). Desde los primeros meses desde su establecimiento los brinzales crecieron significativamente más en las áreas que fueron desbrozadas que en las zonas donde se preservó el matorral dominado por especies germinadoras. En la última fecha de muestreo las tres especies mantenían las diferencias significativas de mayor diámetro basal con el desbroce. Probablemente el mayor crecimiento registrado en las áreas desbrozadas se debe a la menor competencia por los recursos que ejerce la vegetación natural en comparación con la que tiene lugar dentro del matorral maduro. La aplicación de mulch solo afectó al crecimiento de los individuos de lentisco. En este caso, la capa de mulch está relacionada con un aumento en la conservación de los recursos hídricos en el suelo de los hoyos.

Fig. 45.- Dinámica del diámetro basal de brinzales de Pistacia lentiscus (A), Quercus ilex (B) y Rhamnus alaternus (C) desde su plantación en febrero de 2003 hasta junio de 2010 en función de los tratamientos experimentales de gestión del matorral y aplicación de mulch en la superficie del hoyo de plantación. Se muestra el resultado del ANOVA del factor significativo.

Los resultados obtenidos hasta la fecha indican que el desbroce selectivo del matorral dominado por especies germinadoras obligadas es una opción apropiada para la instalación de individuos de especies frondosas rebrotadoras, más resilientes y típicas de estadios más avanzados de la sucesión ecológica

§      Gestión del monte quemado

El programa desarrolla procedimientos de evaluación de riesgos como apoyo a la gestión del monte que ha sufrido un incendio forestal. La finalidad de éstos es identificar áreas de riesgo y derivar recomendaciones para paliar los efectos de los incendios a corto y medio plazo. Estas actividades se desarrollan en el marco del proyecto FEEDBACKS-PROMETEO de la Consellería de Educación de la Generalitat Valenciana,  orientado a desarrollar protocolos de gestión para la Consellería de Medio Ambienta, Agua, Urbanismo y Vivienda.

Identificación de zonas vulnerables a los incendios forestales: Informes urgentes sobre el impacto de los incendios forestales en la Comunidad Valenciana.

Objetivo/Definición: Evaluar el impacto ecológico de los incendios forestales a fin de realizar recomendaciones para actuaciones urgentes de restauración.

Resultados destacables: Durante este año 2010 se ha continuado realizando los informes sobre el impacto ecológico de cuatro incendios ocurridos en la Comunidad Valenciana (superficie afectada mayor a 100 ha): incendios situados en las sierras interiores de la Comunidad Valenciana (Incendio de Ontinyent con 2512 ha quemadas e incendio de Alfafara con 472 ha); incendios situados en las sierras costeras del sur de la provincia de Valencia (Incendio de Rafelguaraf con 2059 ha afectadas e incendio de Simat de la Valldigna, con un total de 234 ha; Fig. 46). Debido a la singularidad de las formaciones vegetales afectadas también se realizó un informe  sobre el impacto del incendio forestal de El Raso (P.N. de las Lagunas de La Mata y Torrevieja).

La información recopilada en los informes sobre el impacto de los incendios forestales se está registrando en una base de datos sobre incendios de la Comunidad Valenciana. En este proceso se está siguiendo un protocolo normalizado actualmente en desarrollo dentro de los proyectos CIRCE y FIREMED.

Fig. 46.- Superficie afectada por los incendios de Rafelguaraf y Simat de la Valldigna en septiembre de 2010, donde se observa la elevada recurrencia de fuegos en la zona. En diferente gama de colores se indica el número de incendios en los últimos 30 años.

Evaluación de los efectos ecológicos de la gestión post-incendio de la madera quemada.

§   Objetivo genérico: Evaluar los efectos del tratamiento combinado de extracción de madera quemada, aplicación de restos triturados y la instalación de fajinas sobre la conservación del suelo, la regeneración vegetal y la cantidad y distribución espacial del combustible leñoso en zonas quemadas.

Resultados destacables:

Actualmente se está desarrollando un protocolo estandarizado para facilitar la toma de decisiones respecto a la gestión de la madera quemada después de un incendio.

La conveniencia o no de realizar un tratamiento de la madera quemada y la elección de la técnica más apropiada en cada caso, está determinada por múltiples factores. En este protocolo se aportan criterios para considerar los factores ecológicos que pueden influir en la toma de decisiones respecto a los tratamientos de la madera quemada después de un incendio. La información considerada en el protocolo se puede resumir en los siguientes puntos:

·       Resumen de las principales técnicas utilizadas en las labores de gestión de la madera quemada, centrándose en aquellas más comunes en la Comunidad Valenciana.

·       Análisis de las variables ecológicas más relevantes que se ven afectadas, de una forma positiva o negativa, por el tratamiento.

·       Identificación de las características del medio que tienen mayor influencia en la sensibilidad o vulnerabilidad de una zona quemada al tratamiento de la madera quemada. Dado el carácter urgente que suele llevar asociado este tipo de tratamientos, se ha buscado un compromiso entre la disponibilidad de información y el rigor de la misma, de forma que se pueda agilizar al máximo la toma de decisiones.

·       Análisis del impacto (negativo o positivo) de las diferentes técnicas aplicadas para el tratamiento de la madera quemada considerando las variables ecológicas estudiadas.

·       Integración de los datos sobre la sensibilidad del medio y del impacto del tratamiento para estimar la fragilidad del monte quemado.

·       Selección de las mejores técnicas que permitan minimizar el impacto ecológico y, en los casos en que sea necesario, recomendación de los tratamientos de rehabilitación más adecuados.

Fig. 47.- Labores de apilado y extracción de la madera quemada en el Parque Natural de Serra Calderona, en la zona afectada por el incendio forestal del verano de 2004.

La metodología propuesta evalúa la vulnerabilidad del ecosistema y su capacidad de respuesta tras un incendio forestal para determinar las técnicas de gestión de la madera quemada más recomendables o las restricciones de los tratamientos propuestos. En el siguiente diagrama (Fig. 48) se muestran un esquema de los pasos a seguir para la aplicación del protocolo

fig. 48.- Diagrama que muestran los diferentes pasos a seguir para el uso de este manual sobre la gestión de la madera quemada.

·       Fase 1. Documentación. Identificación de las zonas potencialmente vulnerables afectadas por incendios forestales, basándose principalmente en criterios de degradación de suelo.

·       Fase 2. Evaluación. Determinación de la sensibilidad del monte quemado a la extracción de madera quemada, mediante la integración de los datos de sensibilidad del medio y los impactos del tratamiento.

·       Fase 3. Toma de decisiones sobre la conveniencia o no de realizar un tratamiento de la madera y, en casos de alto riesgo de impacto, rehabilitación de la zona.

Régimen de incendios e interacción con el clima en ecosistemas Mediterráneos

Análisis realizado en el proyecto europeo “Climate Change and Impact Research: the Mediterranean Environment” (CIRCE).

Objetivo/Definición: estudiar las relaciones entre clima y fuego a lo largo de un gradiente climático de la Península Ibérica. El objetivo final es testar la hipótesis propuesta por Pausas y Bradstock (Global Ecology and Biogeography 16: 330-340, 2007; Fig. 49), según la cual el papel relativo de los controladores del régimen de incendios (combustible y clima) varía a lo largo de un gradiente de productividad/aridez. Para ello se han compilado los datos de los incendios ocurridos en la España peninsular e Islas Baleares para el periodo 1968-2007, así como los datos climáticos (precipitación temperatura, evapotranspiración potencial y real) para el mismo periodo y se ha analizado cómo estos se encuentran relacionados temporal y espacialmente.

Resultados destacables:

§       La actividad de incendios varía a lo largo del gradiente de productividad estudiado, siendo mayor para las zonas más productivas.

Fig. 49.- Hipotética relación fuego clima a lo largo del gradiente productividad/aridez (adaptado de Pausas & Bradstock Global Ecology and Biogeography 16: 330-340, 2007). El recuadro (líneas discontinuas) indica la región estudiada.

§      La actividad de fuego varía temporalmente con el clima siguiendo una relación de tipo umbral, en la que la probabilidad de fuego incrementa abruptamente a partir de un valor dado de aridez.

§       La sensibilidad del régimen de incendios a variaciones en el clima es mayor en las zonas más productivas.

§       La disponibilidad y estructura del combustible son factores claves en el modelado de las relaciones clima-fuego.

Incendios forestales bajo condiciones de cambio climático

Objetivos genéricos: El programa forestal participa en el proyecto europeo “Incendios forestales bajo condiciones de cambio climático, social y económico en Europa, el Mediterráneo y otras zonas afectadas por los fuegos” (Proyecto FUME). Entre los objetivos del proyecto figuran el análisis y estudio de las interacciones entre los cambios de uso del suelo, los cambios socioeconómicos y el cambio climático sobre los incendios forestales, así como el desarrollo de propuestas de gestión adaptativa para afrontar el cambio en el régimen de incendios asociado al cambio climático.

Resultados destacables: El proyecto se ha iniciado en 2010 por lo que una parte importante de las actividades desarrolladas han estado relacionadas con la puesta a punto y estandarización de la información disponible y de las metodologías a desarrollar entre los grupos participantes. Los principales resultados obtenidos en las actividades directamente relacionadas con los incendios forestales son los siguientes:

 - Cambios en el régimen de incendios y paisaje: Actualización de las bases de datos con información sobre usos de suelo e incendios.

 - Modelización de la propagación de incendios en escenarios con condiciones climáticas extremas. Selección de modelos de propagación y parametrización.

 - Gestión del combustible: selección de tratamientos y zonas de actuación para el control de la regeneración del pinar quemado y su conversión hacia un bosque mixto.

§      Restauración forestal

Calidad planta forestal

Objetivos genéricos: Esta línea se ha desarrollado en el marco de la continuación del proyecto ”Estrategias de restauración para combatir la desertificación en un contexto de cambio climático. Efectos en los balances hídricos” (ESTRÉS; Ministerio de Medio Ambiente), del proyecto “Interacciones entre funcionalidad y diversidad en ecosistemas semiáridos degradados y su relación con las actividades de reforestación” (FUNDIVFOR; Fundación Biodiversidad) y del proyecto “Multidisciplinary Research Consortium on Gradual and Abrupt Climate Changes and their Impacts on the Environment” (GRACCIE-CONSOLIDER, Ministerio de Ministerio de Ciencia e Innovación). Tiene por objetivos:

-     Desarrollo de tecnologías orientadas a mejorar la calidad funcional del sistema radical e incrementar su capacidad de colonización.

-       Desarrollo de medios de cultivo con mayor capacidad de almacenamiento y reserva útil de agua para el plantón mediante la utilización de hidrogeles.

-       Técnicas que estimulen el desarrollo de mecanismos relacionados con el  incremento de la resistencia al déficit hídrico y la eficiencia en el uso del agua: efecto de la fertilización y del endurecimiento hídrico aplicado en la fase de vivero.

-       Desarrollo de protocolos específicos de cultivo de especies endémicas o propias de ambientes semiáridos.

Resultados destacables:

Protocolos específicos de cultivo de especies endémicas o propias de ambientes semiáridos

Se han elaborado protocolos de cultivo para especies endémicas o propias de ambientes semiáridos como Periploca laevigata ssp angustifolia, Withania frutescens, Osyris quadripartita y Salsola genistoides. En el caso de Osyris quadripartita Salzm (arbusto hemiparásito) se ha desarrollado un protocolo específico utilizando como especie huésped a Rosmarinus officinalis Lag.

Fig. 50.- Periploca laevigata ssp angustifolia (1 savia) cultivada en el vivero y transplanta a macetas de 2 L con substrato de tuba. B: Osyris quadripartita (1 savia) y como especie huesped es Rosmarinus officinalis. C: Withania frutescens (1 savia). Detalle del sistema radical

Uso de contenedores profundos para favorecer el desarrollo de la raíz pivotante.

Experiencia diseñada para evaluar el crecimiento de nuevas raíces y la colonización del hoyo de plantación en Quercus coccifera, Quercus ilex y Pistacia lentiscus transplantadas en dos tipos de suelo (suelo franco y suelo franco arenoso). Los resultados indicaron que el cultivo en contenedor profundo: 1) favoreció el desarrollo de una raíz principal más larga, 2) no afectó significativamente las relaciones de biomasa subterránea/aérea ni el índice de calidad de Dickson (DQI), en ninguna de las tres especies y 3) determinó la distribución de biomasa de nuevas raíces en la profundidad del suelo. Los cultivados en el envase profundo presentaron mayor biomasa de nuevas raíces en las profundidades de 30 a 60 cm (Fig. 51 y 52). La textura del suelo no influyó sobre la biomasa de nuevas raíces.

Fig. 51.- Detalles del crecimiento del sistema radical en suelo franco. Colonización del suelo por las nuevas raíces entre los 30 y 60 cm de profundidad.

Fig. 52.- Desarrollo del sistema radical de Quercus coccifera, Quercus ilex y Pistacia lentiscus transplantadas en dos tipos de suelo: suelo franco (izquierda) y suelo franco arenoso (derecha). Tipo de contenedor: CCS-18, color marrón y CCL-30, color naranja.

Uso de hidrogeles mezclados en el substrato para incrementar el  almacenamiento y reserva útil de agua para el plantón y disminuir el shock post-transplante.

El test de mortalidad (transplante a suelo franco en macetas de 3 L, sin riego posterior) realizado en condiciones controladas en invernadero (Fig. 53), demostró que los brinzales de P. lentiscus  y Q. ilex cultivados en un substrato mezclado con hidrogel al 1% contribuyó a retrasar la mortalidad de los brinzales. Dosis mayores en la mezcla (2%) no redujeron la mortalidad de los brinzales, lo cual puede estar relacionado por un efecto negativo de exceso de hidrogel sobre las propiedades físicas e hidrofísicas del substrato. En todos los tratamientos Q. ilex demostró mayor resistencia al estrés hídrico que P. lentiscus, retrasando el inicio de la mortalidad hasta 10 días.

Fig. 53.- Test de mortalidad en condiciones controladas de humedad y temperatura del aire realizado en los invernaderos de la Universidad de Alicante. Detalle de la disposición de las especies y tratamientos

Ecología funcional de especies mediterráneas

Línea desarrollada en los Proyectos ESTRÉS y PERSIST (Mecanismos de persistencia tras incendio en plantas Mediterráneas: Consecuencias ecológicas y evolutivas; Ministerio de Educación y Ciencia) y GRACCIE-CONSOLIDER.  

Objetivos genéricos:

Esta línea desarrolla el estudio de las características funcionales de especies vegetales y sus mecanismos de resistencia a condiciones de estrés, principalmente hídrico.

Resultados:

Estudio de la tolerancia a altas temperaturas en especies mediterráneas en un marco de cambio climático.

Objetivo: Analizar el efecto de un incremento de temperatura sobre la funcionalidad del fotosistema II en un rango de especies mediterráneas atendiendo, principalmente, a su hábito rebrotador o germinador.

Resultados destacables: Las especies No-Rebrotadoras (R-) mostraron menor termotolerancia que las rebrotadoras (R+). El daño incipiente (Lt10) fue en las R- más temprano que las R+ observándose la misma tendencia para el daño irreversible (Lt50) y el daño total (Lt100). Los tratamientos aplicados de sequía y fertilización, aumentaron ligeramente la resistencia para las plantas con menos riego y para las más fertilizadas. Las distintas especies mostraron valores de Lt₁₀, Lt₅₀ y Lt₁₀₀ significativamente diferentes y, aunque en un rango corto de variación, se agruparon claramente en función de la estrategia regenerativa (Fig. 54).

Fig. 54.- . Ejemplo de respuesta de la Fv/Fm a los tratamientos de temperatura para Rosmarinus officinalis. Los valores de daño se extraen a partir de la curva a la que se ajustan los datos

Estudio de la estrategia de uso del agua y resistencia a la sequía en función de las características de regeneración tras perturbaciones: rebrotadoras y germinadoras.

Objetivo: El objetivo de esta tarea fue establecer la respuesta de algunas especies a condiciones de sequía intensa, para lo cual se realizó un ciclo de sequía en un amplio número de especies forestales (19 especies, Fig. 55) y se registró la respuesta de diversas variables ecofisiológicas.

Fig. 55.- Árbol filogenético de las especies consideradas en el estudio.

Resultados destacables:

1.- El comportamiento fisiológico parece estar relacionado principalmente con características morfológicas. Los resultados destacan el papel de diversas variables radicales, tales como SRL (longitud radical específica) y su relación con el transporte de agua y con el desarrollo del sistema radical. Estos resultados no fueron afectados por el origen filogenético de las especies.

2.- Los resultados muestran que las especies no rebrotadoras (R-) son más competitivas capturando recursos que las rebrotadoras (R+), mientras que estas últimas mantendrían un comportamiento más conservador de los recursos hídricos. Sin embargo, cuando se analiza la eficiencia en el uso del agua (WUE) como fijación de carbono por unidad de agua transpirada, se observa que las especies rebrotadoras son más eficientes.

3.- En relación con la tolerancia a condiciones de estrés, las especies germinadoras presentaron mayor resistencia a procesos de cavitación del xilema asociados a condiciones de estrés hídrico intenso. Sin embargo, las especies rebrotadoras son capaces de mantener los estomas abiertos durante un rango mayor de potenciales hídricos negativos que las germinadoras. Además, las especies germinadoras presentaron un comportamiento anisohídrico en relación con la hidratación del protoplasma comparado con las rebrotadoras, que mantuvieron contenidos hídricos celulares más estables (isohídrico).  

Efecto de la fertilización y el sombreo sobre características funcionales de los plantones.

Resultados: Se investigaron diferencias en la morfología, la asignación de biomasa y las respuestas fisiológicas en plantas de lentisco (Pistacia lentiscus L.) y alcornoque (Quercus suber L.), en condiciones contrastadas de fertilización y dos regímenes de luz. La fertilización fue el tratamiento que afectó a la mayoría de las variables morfológicas y fisiológicas evaluadas. En Pinus canariensis también se han analizado tratamientos de luz y fertilización durante el período de vivero. El tratamiento de fertilización produjo cambios importantes en la asignación de la biomasa, el intercambio de gases y de conductancia hidráulica en la raíz. En cambio, el tratamiento de sombreo tuvo una influencia menor y solo se produjeron pequeños cambios morfológicos, indicando que Pinus canariensis muestra un cierto grado de tolerancia a la sombra. 

Restauración de pinares con especies rebrotadoras

En bosques de pino carrasco hay niveles contrastados de sombreo y sequía bajo la cubierta lo cual produce diferencias en las relaciones entre competencia y facilitación por los recursos. (Figura 56). Estas condiciones permiten explorar la respuesta de especies mediterráneas a las condiciones proyectadas de cambio climático (estudio realizado en el marco del proyecto europeo FUME).

Objetivo genérico: El objetivo principal es incrementar la diversidad de especies arbóreas y arbustivas rebrotadoras en estas zonas, para incrementar la resiliencia del ecosistema frente a posibles perturbaciones y efectos de cambio climático.

Fig. 56.- Marco conceptual de la selección preliminar de especies para la reforestación bajo cubierta en función de su tolerancia a condiciones de sequía y de radiación.

Resultados destacables: Los trabajos realizados durante el año 2010 han consistido en la localización de las parcelas, el cultivo de planta en vivero y la caracterización morfológica de los plantones previamente a las labores de plantación (previstas para enero-febrero 2011). Se ha realizado una  pre-selección de parcelas en el monte de La Hunde (Tabla 2):

Tabla 2.-  Características de las parcelas pre-seleccionadas.

Restauración de la cubierta vegetal en áreas mediterráneas semiáridas y degradadas:

Actividades desarrolladas como continuación del proyecto ESTRÉS y en marco del proyecto  GRACCIE-CONSOLIDER.

Objetivo genérico: Investigación y desarrollo de medidas y estrategias de restauración para combatir la desertificación y la degradación de los ecosistemas.

Efecto de la variabilidad en el régimen de precipitaciones en la respuesta de los tratamientos de calidad de planta.

Objetivos: Se diseñó un experimento en condiciones controladas utilizando rizotrones o lisímetros (Fig. 57). Se han simulado dos regimenes de precipitación: régimen de precipitación de Alicante y el régimen de Valencia (más húmedo y con mayor regularidad). Se evaluó: (i) la capacidad de dos especies mediterráneas como el lentisco (Pistacia lentiscus) y la carrasca (Quercus ilex ballota) para aclimatarse a condiciones cambiantes e inciertas en cuanto a régimen pluviométrico, y (ii) se estudió la capacidad de aclimatación en P. lentiscus de dos tipos morfológicos de brinzales (muy fertilizados, F+ y poco fertilizados, F-) a ambos regímenes pluviométricos.

Fig. 57.- Vista de un lisímetro en el momento de montaje con la sonda de humedad  HH2 Moisture meter (Devices Ltd. Delta-T; foto de la izquierda) y vista de la plantación de los brinzales en el vivero de Santa Faz (Alicante; Conselleria de Medio Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda).

Resultados destacables: La mayoría de variables morfo-funcionales de los brinzales grandes y fertilizados (F+) respondieron mejor antes de la llegada de la sequía estival. A medida que se acentuó el estrés hídrico las diferencias entre tratamientos disminuyeron, como se observó en los valores de conductancia estomática (Fig. 58), llegando a presentar mayor mortalidad los brinzales F+ al final del periodo estival.

Fig. 58.- Conductancia estomática de los brinzales de Pistacia lentiscus sometidos a dos regímenes de riego y a dos niveles
 de fertilización (F+ alta, F- baja) durante el periodo de estudio para dos disponibilidades hídricas (R+, que simularía la evolución
 de la humedad de un suelo en la zona de Valencia, y R-, que lo simularía en Alicante).  

Estudio de la plasticidad de caracteres morfofuncionales en plantaciones jóvenes de Pinus halepensis a lo largo de un gradiente ambiental.

Objetivo: Analizar las características morfofuncionales de pino carrasco (Pinus halepensis) en un gradiente ambiental cerca del extremo de mayor aridez en la distribución de la especie.

Resultados destacables: El pino carrasco (Pinus halepensis) parece maximizar su superficie fotosintética en sitios de condiciones limitantes, tanto por agua como nutrientes, lo que sugiere una estrategia diferente a otras especies del género Pinus. Su adaptación a altas tensiones en el xilema, como consecuencia de suelos arcillosos o climas cálidos y secos, viene dada por aumentos de la densidad de la madera y de la eficiencia en el uso del agua y no por reducciones de la fracción de biomasa fotosintética, al menos en sus primeros años de desarrollo. Esto explica el carácter pionero de esta especie y sus rápidos crecimientos iniciales unidos a su alta resistencia a condiciones de escasez hídrica.

Fig. 59.- Izquierda: Relación entre la altura media de los pinos de cada parcela (n=10) y la precipitación media anual. Medio: Relación entre el potencial hídrico medido en agosto medio de cada parcela (n=10) y la precipitación anual media. Derecha: Relación entre altura y potencial hídrico medios por parcela. Se representa en los tres casos la recta de regresión y el R² ajustado de cada relación.

Funcionalidad y diversidad vegetal en ecosistemas degradados e interacción entre los condicionantes ambientales y la mejora tecnológica en el éxito de las labores de restauración en medios semiáridos

Objetivos: Se han realizado diversas actividades orientadas a evaluar el efecto de la reforestación en la cuenca piloto de Albatera y su comparación con comunidades vegetales en condiciones similares pero sin reforestar (proyectos FUNDIFOR y GRACCIE-CONSOLIDER).

Resultados destacados: Los resultados obtenidos de los transectos de vegetación mostraron que las parcelas no forestadas tenían un 41±3 % del suelo cubierto por vegetación (Fig. 60). En las parcelas forestadas estos valores aumentaron hasta el promedio de 50±5 % y en la zona de referencia hasta el 71±2%.   

Fig. 60.- Porcentajes de cobertura vegetal y suelo desnudo para cada una de las tres unidades comparadas.

La riqueza específica es significativamente superior en la zona de referencia e inferior en las parcelas no forestadas, tomando valores intermedios en las parcelas forestadas. El máximo número de especies registrado se sitúa en 30,2 especies/100 m² en la zona de referencia (vegetación poco alterada).

Sinergia entre aplicación de enmiendas orgánicas y disponibilidad de agua.

Esta investigación se desarrolla en el marco de los proyectos LORAIN (Interacción entre recursos hídricos y nutricionales en la restauración de áreas semiáridas degradadas - Ministerio de Ciencia e Innovación) y RECUVES (Restauración de cubiertas vegetales degradadas en la transición seco-semiárido - Ministerio de Medio Ambiente).

Esta investigación presenta como objetivo principal determinar los efectos interactivos de técnicas de recolección de agua de escorrentía y fertilización orgánica sobre el establecimiento y el estado morfológico y fisiológico de los brinzales de acebuche (Olea europaea) introducidos. Recientemente hemos incluido en el diseño experimental la interacción biótica entre los brinzales de acebuche y otros de lentisco y esparto, que podría condicionar los efectos individuales y sinérgicos de la disponibilidad hídrica y nutricional. El objetivo final de este nuevo diseño es determinar la posibilidad de crear parches de vegetación (leñosa y herbácea) a partir de preparaciones puntuales de suelo, que imiten la distribución típica de la vegetación en estas zonas semiáridas.

Resultados destacables:

Supervivencia y crecimiento de los brinzales

Los brinzales de acebuche plantados en condiciones mediterráneas semiáridas presentaron porcentajes de supervivencia del 87 y 78% en las localidades de Albatera y Crevillente, respectivamente (Fig. 61). Los tratamientos destinados a aumentar la cantidad de agua en el hoyo de plantación (por aumento de la escorrentía e infiltración, reducción de la evaporación, o pulsos directos de agua) ejercieron efectos significativos sobre la supervivencia en ambas parcelas, mientras que la aplicación de lodo de depuradora compostado no tuvo ningún efecto sobre esta variable. En ambas localidades, las técnicas de aumento de la disponibilidad hídrica, especialmente la microcuenca mejorada con lámina plástica, mejoraron el crecimiento en diámetro de los brinzales.

Estado hídrico de los brinzales

Desde el punto de vista fisiológico, hemos evaluado el contenido hídrico relativo (RWC) en hojas. El análisis de las muestras mostró que tanto la aplicación de compost como los tratamientos de plantación modificaban significativamente el contenido hídrico relativo en Albatera. En la localidad de Crevillente sólo observamos un efecto significativo en la interacción entre tratamiento y aplicación de compost.

Fig. 61.- Supervivencia de los brinzales de Olea europaea después de 18 meses desde la plantación en función de los tratamientos destinados a aumentar la disponibilidad de agua y nutrientes. Letras distintas indican diferencias significativas entre tratamientos (B=banqueta; M=Microcuenca; MM=microcuenca mejorada con lámina plástica; R=riego estival; MHO=microcuenca con mulch plástico; PS=Microcuenca con pozo seco; CP=Cápsula arcillosa; MPI=Microcuenca con mulch de piedras).

Análisis isotópico de tejidos foliares

El análisis de la fracción de hojas jóvenes de los individuos de acebuche ha mostrado distintos efectos de los factores experimentales considerados (tratamiento -banqueta o en microcuenca mejorada- y compost –presencia o ausencia):

Los valores de δ15N han sido sensibles tanto al tratamiento de plantación como, y de manera más significativa, a la aplicación del lodo compostado (Fig. 62). Una buena parte del N absorbido por las plantas procedía del N mineralizado a partir del lodo compostado ya que este producto suele estar enriquecido en el isótopo de N más pesado. Por el contrario, los individuos en las banquetas control ofrecieron valores marginalmente mayores que los que fueron plantados en microcuencas mejoradas (6,12 vs 3,33‰, respectivamente).

No hay diferencias significativas  en el contenido foliar en δ13C. El rango de los promedios es muy estrecho, aún así se aprecia una ligera tendencia, sobre todo en Albatera y en menor medida en Crevillente, a valores menos negativos del δ13C en los individuos con compost, indicando una menor eficiencia en el uso del agua en este tratamiento (Fig. RES-18).

Los datos de δ18O mostraron también diferencias significativas entre la plantación en banqueta control y en microcuenca mejorada (28,87 y 28,03 ‰, respectivamente; Fig. 18).  Teniendo en cuenta que esta variable representa una medida integrada de la conductancia estomática y de la tasa de transpiración de la planta, podemos decir que los individuos en microcuenca mejorada aumentaron las tasas de transpiración y la conductancia estomática significativamente respecto a los individuos control.

Fig. 62.- Valores después del primer verano post-plantación de δ15N, δ13C y δ18O en tejidos foliares jóvenes de individuos de Olea europaea plantados en dos parcelas de ambiente mediterráneo semiárido. Letras distintas en la misma localidad indican diferencias significativas entre tratamientos. Se muestran valores medios y error estándar, y el resultado del ANOVA.

Estado nutricional de los brinzales

En Albatera el análisis de vectores (Fig 63) apunta a una deficiencia de P en los tratamientos de aplicación de compost por lo que este nutriente estaría limitando el desarrollo en estas plantaciones. La distribución de los tres nutrientes analizados a lo largo de la diagonal en el caso de Microcuenca Mejorada indica ausencia de efecto de este tratamiento.

En Crevillente, volvió a ser el tratamiento de Microcuenca Mejorada con Compost el que puso de manifiesto más limitaciones nutricionales. El hecho de que la Microcuenca Mejorada sin adición de compost mejore el crecimiento y la concentración y contenido en los macronutrientes puede indicar una limitación hídrica muy elevada que afecta negativamente a la disponibilidad y movilidad de los nutrientes presentes en el suelo de los hoyos de plantación.

Fig. 63.- Diagrama de vectores para N, P y K en la fracción de hojas maduras de brinzales de Olea europaea plantados en Albatera (arriba) y Crevillente (abajo) en función de los tratamientos de disponibilidad hídrica y aplicación de compost. Los datos se han normalizado en relación al tratamiento Banqueta. Isolineas diagonales se refieren al peso relativo de la fracción. Elipses y vectores rojos indican tratamientos que evidencian limitaciones nutricionales mientras que la elipse azul indica ausencia de efecto.

Dinámica del agua en el suelo

De manera general los tratamientos dirigidos a la captación y retención de agua en el hoyo de plantación no muestran diferencias significativas si se analizan conjuntamente las dos zonas ensayadas.

Fig. 64.- Humedad edáfica en dos perfiles de suelo en los hoyos de plantación, de 0-10 cm (arriba) y de 0-25 cm (abajo). En el caso del tratamiento CP (recipientes arcillosos) únicamente se determinó en el perfil más profundo.

Ninguna de las técnicas empleadas para mejorar la humedad del suelo fue efectiva en la plantación de Crevillente.

El efecto de la fertilización en los hoyos de plantación afectó ligeramente a la dinámica hídrica en el hoyo durante el período estival

El análisis de cambio de humedad edáfica para cada evento de precipitación muestra que la mejora de las microcuencas es efectiva a partir de cierto umbral de precipitación (Fig 65). Volúmenes menores de 0,5 mm producen un ligero efecto negativo asociado a la intercepción de agua en la lámina plástica que no llega a infiltrarse hacia el suelo del hoyo de plantación. Lluvias de unos 2 mm tienen un efecto positivo en el horizonte más superficial y es en el rango entre 2 y 10 mm cuando tiene un claro efecto positivo y contrastado con la banqueta tradicional en el volumen de agua retenida en el hoyo de plantación. Los datos en la Fig. 65 han sido calculados teniendo en cuenta la humedad del suelo 24 horas después del evento de lluvia por lo que se descarta suelo saturado y se considera agua retenida efectivamente.

Fig. 65.- Cambios en la humedad del suelo en el perfil de 0-10 cm (izquierda) y de 0-25 cm (derecha) tras siete eventos de lluvia pre-estivales en banqueta tradicional (B) y banqueta con microcuenca mejorada (MM). Estos cambios se han calculado como la diferencia de humedad edáfica entre los días previos y el día posterior al evento de precipitación.

Estabilidad de los tratamientos de preparación del terreno

Los resultados obtenidos indican cierta degradación de las estructuras con el tiempo, con una pérdida de altura de los muretes, tanto de los del propio hoyo como de los brazos de las microcuencas. Esta pérdida de altura, que se puede cifrar entre 16 y 24 mm, no pareció suficiente como para afectar gravemente la funcionalidad de los muretes. Se observaron fenómenos de sedimentación en la base de los hoyos de plantación en forma de un aumento del nivel de la superficie de entre 18 y 32 mm. Este nivel de colmatación no parece suficiente para afectar significativamente a los brinzales de Olea europaea. No se han observado diferencias entre métodos de preparación del terreno.

Fig. 66.- Diferencia en el nivel de la superficie del suelo estimada mediante clavos de erosión a los 14 meses de su instalación. Los valores negativos indican emigración neta de materiales, mientras que los positivos indican fenómenos de sedimentación neta. Se muestran las medias y los errores estándar para 5 réplicas por tratamiento. El tratamiento Banqueta no tiene brazo ni su murete correspondiente.

Mineralización de la materia orgánica añadida

La cantidad de nutrientes absorbidos por las resinas de intercambio iónico ha mostrado un comportamiento estacional bastante marcado, especialmente en los tratamientos que incluían la aplicación de compost. Los tratamientos con compost, especialmente en la microcuenca mejorada con mayor disponibilidad hídrica, mostraron importantes tasas de mineralización durante la primavera, verano y, en menor medida, otoño del primer año.

Interacción biótica entre O. europaea y P. lentiscus/S. tenacissima

Los resultados disponibles en las plantaciones realizadas para analizar la interacción entre especies indican que, en función de la disponibilidad hídrica, las especies acompañantes afectan de manera diferente al crecimiento de la especie clave, en nuestro caso O. europaea (Tabla  3).

Tabla 3.- Cambios en el diámetro basal (%) de O. europaea cuando se planta con diferentes especies y bajo distintos tratamientos de disponibilidad hídrica. Los valores de O. europaea en banqueta control (B) y sin individuos acompañantes son los de referencia. PS: pozo seco

Se observa un efecto positivo en el crecimiento en altura de P. lentiscus (+12 %) en la parcela de Albatera en brinzales en pozo seco respecto a baqueta, mientras que en la parcela de San Vicente no se observan diferencias significativas (Fig. 67).

Fig. 67.- Altura (izquierda) y diámetro basal (derecha) total de brinzales de P. lentiscus plantados en banqueta tradicional (B) o sobre microcuenca mejorada con pasos preferentes de agua (Pozo seco, PS) en las parcelas experimentales de Albatera y San Vicente. Se muestran valores medios y error estándar. Letras distintas indican diferencias significativas.

En San Vicente no observamos ningún efecto del tratamiento de disponibilidad hídrica.

El contenido hídrico relativo (RWC) de los individuos de acebuche plantados en Albatera sí mostró cambios significativos. Así, por ejemplo, el contenido hídrico en las hojas de O. europaea era un 16% menor cuando interaccionan con los brinzales de P. lentiscus que cuando se plantó sola. También el tratamiento mostró diferencias positivas (+14%) en el RWC cuando los acebuches se plantaron en hoyos con microcuenca mejorada y pozo seco. En esa misma fecha y para ese mismo tratamiento, el contenido hídrico en las hojas de P. lentiscus fue un 5.7% mayor que en las banquetas tradicionales.

§      Gestión del monte arbolado

Selvicultura trufera y truficultura

Línea desarrollada en el proyecto “Actividades de Truficultura y gestión forestal: recuperación de truferas y aplicación de la truficultura en áreas cortafuegos” (Plan Específico de Teruel-INIA).

Objetivo/Definición:

§       Evaluar la viabilidad de las plantaciones truferas sobre áreas cortafuegos a fin de compatibilizar ambos usos: seguimiento de la plantación experimental y ensayos de vivero para analizar el efecto de diferentes tratamientos del suelo sobre las micorrizas nativas del suelo.

§       Estudio de la relación entre suelo carboneado y Tuber melanosporum: estudios de campo para evaluar cómo el carboneo modifica las condiciones físicas del suelo.

§       Control de calidad de la planta micorrizada (convenio de colaboración con Viveros Alto Palancia): ensayo para evaluar el efecto del abonado sobre la micorrización de la planta en vivero.

Resultados destacables:

a) Viabilidad del cultivo de la trufa en cortafuegos. Tres años después de la plantación, la supervivencia en campo de las plantas inoculadas era del 89% y su altura media 25 cm, siendo la altura inicial de 11 cm (Fig. 68).

b) Efecto del abonado sobre la planta micorrizada de vivero. Una dosis de 0,5 g OSMOCOTE^© por litro de substrato incrementó significativamente la biomasa de la planta comercial (incremento del 60%) y la altura del tallo (incremento del 50%), sin modificar significativamente el porcentaje de raíces colonizadas por T. melanosporum (52%).

Fig. 68.- Supervivencia y crecimiento de la plantación trufera realizada en cortafuegos

§      Transferencia y divulgación de resultados

Junto a las actividades de investigación desarrolladas en las cuatro líneas de investigación descritas previamente, el programa de investigación forestal desarrolla una intensa actividad para potenciar la transferencia de resultados de la investigación hacia la gestión forestal. Entre estas actividades cabe destacar las siguientes:

Evaluación de prácticas de lucha contra la desertificación

Objetivos: El programa forestal coordina el proyecto europeo PRACTICE (Prevention and Restoration Actions to Combat Desertification). Las actividades del proyecto están orientadas a desarrollar y aplicar métodos de evaluación participativa para valorar la efectividad de las prácticas de prevención y restauración en relación a la desertificación se pretende integrar los aspectos humanos y ambientales e implicar a todo tipo de agentes (gestores, agricultores, ganaderos, científicos, políticos) a escala local, regional, nacional e internacional. Asimismo, se busca crear una red internacional de zonas de estudio a largo plazo con el fin de mejorar la accesibilidad y el uso de datos, y facilitar el intercambio de conocimiento sobre buenas prácticas de lucha contra la desertificación.

Resultados destacables:

La Fundación CEAM coordina el trabajo de de las diferentes instituciones implicadas y promueve el desarrollo del proyecto. En este sentido, durante 2010 se han organizado y coordinado las reuniones de inicio del proyecto (Kick-off meeting en Alicante) y la primera reunión de coordinación del Proyecto (Workshop on Assessment Methods for Prevention and Restoration Actions to Combat Desertification) realizada durante el mes de Septiembre en Cerdeña.

Fig. 69.- Página wed del proyecto (www.ceam.es/practice) donde se anuncia la reunión de coordinación celebrada en septiembre

Como actividades específicas del proyecto también se ha realizado la búsqueda y selección de la información disponible en la zona de estudio de Ayora (gestión asociada al riesgo de incendio). Tras un análisis de las prácticas forestales realizadas en esta zona se han seleccionado las siguientes unidades de estudio: matorral regenerado tras el gran incendio de 1979, pinar regenerado tras este mismo incendio, pinar con tratamiento de ayuda al regenerado y repoblación forestal con pino.  

Divulgación y transferencia de resultados  de técnicas de gestión post-incendio: COST ACTION FP0701 Post-fire forest management in Southern Europe

Objetivos: El principal objetivo de esta acción es difundir criterios y técnicas contrastadas para la gestión de zonas quemadas,  dando soporte a la planificación post-incendio.

Resultados destacables: Junto a las actividades de  orientadas a la divulgación de técnicas de restauración iniciadas en ejercicios anteriores, durante 2010 se ha realizado un curso internacional sobre técnicas de restauración de zonas quemadas en Valencia.

Fig. 70.- Convocatoria del curso sobre técnicas de restauración de zonas quemadas celebrado en Valencia en Abril de 2010.

Proyecto piloto de transferencia de tecnología para la restauración de alcornocales degradados en el Parque Natural Sierra Calderota 

En el marco del proyecto GRACCIE-CONSOLIDER  se está desarrollando un proyecto piloto de transferencia de tecnología para la restauración de alcornocales degradados en el Parque Natural Sierra Calderona, con la participación del CEAM, el Centro de Investigación y Experimentación Forestal (CIEF) y del Parque Natural Sierra Calderona (PNSC). El proyecto tiene como objetivo general aplicar técnicas de mejora de la calidad morfofuncional de los brinzales de alcornoque y de las condiciones abióticas del sitio de plantación para favorecer el establecimiento de los plantones en la restauración de alcornocales degradados en el Parque Natural Sierra Calderona. Las técnicas aplicadas han sido las siguientes: 1) Brinzales de alcornoque en contenedores profundos, 2) tubos protectores con transmisividad de 40 % de la luz solar y 3) manejo del matorral mediante la plantación en fajas desbrozadas de 3 m para reducir la competencia por los recursos (Fig. 71).

Fig. 71.- Vista de la plantación y del tubo protector en el tratamiento de faja de matorral desbrozada. Parcela Puntal de la Bella, Sierra calderona (Valencia)

Asesoramiento científico al proyecto “Regional cooperation towards adaptation to climate change”

Objetivo/Definición: La Fundación CEAM colabora en el proyecto europeo “Regional cooperation towards adaptation to climate change” (RegioClima), proyecto   del Programa de Cooperación Interregional  INTERREG IVC, cuyo socio patrón es la Fundación de la CV Región Europea (FCVRE). El asesoramiento puede abarcar distintos campos, como es la realización de jornadas y reuniones técnicas, la revisión de la normativa a nivel regional, nacional y europeo relacionada con el cambio climático, y la redacción de informes.

Resultados destacables: Durante 2010 se ha hecho una revisión exhaustiva del marco legal a nivel regional, nacional y europeo, incidiendo especialmente en las emisiones de gases a la atmósfera y la política forestal. A modo de ejemplo, se han recopilado informes de la Agencia Europea de Medio Ambiente, así como normativa procedente de organismos dependientes del Gobierno de España. A nivel regional, además de recopilar normativas anteriores sobre comercio de emisiones y emisiones difusas, se ha hecho un análisis preliminar de la Estrategia Valenciana Ante el Cambio Climático. Asimismo, se está llevando a cabo una actualización de toda la normativa autonómica que se considera pueda tener relaciones con el cambio climático.