Insights on the identifcation and characterization of interactions in grassland ecosystems

Resumen

Los pastos son uno de los ecosistemas culturales más valiosos y biodiversos de Europa. De todos los pastos europeos, los pastos de montaña son especialmente susceptibles al cambio climático y a los cambios de uso del territorio que conlleva el cambio global. En la presente tesis abordamos uno de los aspectos más olvidados cuando se tratan los efectos del cambio global en la biodiversidad y otras funciones ecosistémicas, las interacciones entre factores, llevando a cabo cinco estudios que pretended indentificar y caracterizar los procesos ecológicos de interacción que suceden en los pastos. Los dos primeros estudios se centraron en el estudio de la diversidad vegetal, utilizando dos bases de datos (La base de datos PASTUS, que recopila datos de pastos pirenaicos, y una base de datos que contiene información sobre los pastos de Inglaterra). Encontramos que el clima puede incrementar lo efectos negativos de la fragmentación y la falta de conectividad de la diversidad taxonómica de plantas en los Pirineos (medida como riqueza de especies en 100 m\textsuperscript{2}), y que la gestión del ganado puede modificar el impacto de la disgregación de los parches y la fragmentación de los pastos. De forma similar, encontramos que las propiedades abióticas del suelo, (pH, y el contenido en nitrógeno (N) y fósforo (P)) pero no el clima eran los principales factores ambientales a la hora de explicar la variación de la diversidad funcional de las plantas (medida a través de diferentes índices) en los pastos ingleses, con una especial contribución de la estequiometría de los nutrientes (el ratio N/P). Además, la relación entre las diversidades taxonómica y funcional estuvo a veces mediada por factores abióticvos del suelo, como el pH, el contenido de arcillas o el N/P ratio. El siguiente par de estudios utilizaron la base de datos PASTUS para identificar factors afectando al contenido de carbono orgánico de suelo (SOC). En el primero incontramos que la estacionalidad térmica (la diferencia entre la temperatura media del verano y la temperatura media anual; TSIS) fue el factor geofísico más relevante para el SOC en nuestro estudio, encontrándose en interacción con la topografía y la gestión del ganado. En lo que se refiere a los factores bioquímicos, encontramos efectos de interacción inesperados implicando al tipo de pacedor los nutrientes del suelo y la calidad de la hierba. En el segundo estudio sobre SOC, encontramos que el efecto de las leguminosas el el SOC de los pastos cambia dependiendo de la proporción de leguminosas, de forma consistente en una escala espacial amplia. El SOC aumentó con la proporción de leguminosas hasta que estas llegaron al 7-17% y luego disminuyó. Estos efectos se vieron reforzados con la codominancia de gramíneas y forbias. La intensidad del manejo (en forma de carga ganadera) moduló los efectos de la proporción de gramíneas, siendo ésta máxima a intensidades relativamente altas. El último estudio abordó un fenómeno que produce heterogeneidad espacial en los pastos a pequeña escala: los corros de brujas, promovedores de anillos verdes en la vegetación. Caracterizamos la estructura de las comunidades microbianas del suelo de seis corros de brujas mediante el perfil de ácidos fosfolipídicos (PLFA) en un pasto montano de los Pirineos, estudiando la correspondencia entre las propiedades del suelo y los patrones PLFA de hongos y bacterias. El resultado más relevante fue que las bacterias gram negativas estuvieron asociadas con las zonas fuera del corro, que contenía el mayor contenido de potasio intercambiable, mientras que la abundancia relativa de las bacterias gram positivas incrementaron en las zonas afectadas por el anillo. La observación de estos estudios y otros trabajos anteriores de forma conjunta permitió la extracción de algunas conclusiones interesantes. Por ejemplo TSIS fue altamente relevante tanto para la diversidad vegetal como para el SOC, siempre en interacción con otros factores. Combinando la información de nuestros resultados con la literatura científica podemos asumir que las cuatro propiedades de las comunidades vegetales estudiadas en esta tesis, la diversidad taxonómica y funcional, las proporciones de los gremios y la calidad vegetal, están relacionadas con el SOC, y en los dos dos últimos casos, esta relación puede estar mediada por la especie de pacedor. Considerando que, de acuerdo con nuestros resultados y con la evidencia previa, la especie de pacedor condiciona estas características de las comunidades vegetales, planteamos la hipótesis de que la especie de pacedor podría afectar al SOC modificando múltiples características de las comunidades vegetales, como son las diversidades taxonómica y funcional o la calidad vegetal, así como de otros procesos como los diferentes patrones espaciales de pisada y deposición. Una observación detallada de la literatura sobre la heterogeneidad espacial en general, y los corros de brujas en particular, sugiere que los estudios sobre los corros de brujas incluyendo varias localizaciones con distintos climas, topografías o escenarios de gestión podrían arrojar resultados de interés científico.