Modelo matemático de sistema reproductivo de una planta arbustiva mediterránea:Ulex parviflorus POURR.

Abstract

La tesis se enmarca dentro de la Teoría General de Sistemas, en el área de conocimientos denominada Ecología Sistémica (Systems Ecology) y es por esta razón por lo que está estructurada pasando de lo general (Teoría del Ecosistema) a lo particular (Ecosistema Mediterráneo terrestre). Por el mismo motivo se pasa -en la interpretación semiótica de la Realidad o Modelo- de lo general (El modelo matemático) a lo particular (el modelo matemático ARGILAGA de una especie arbustiva mediterránea, siguiendo la metodología SDWTF). El objetivo es desarrollar un modelo matemático que analiza y evalúa los cambios que puede sufrir la vegetación mediterránea, y las consecuencias que esto puede tener sobre el ciclo hidrológico, la protección del suelo frente a la erosión y la valoración del paisaje vegetal. Para ello ha sido necesario conectar el desarrollo del modelo en una especie o especies que sean a la vez representativas de un ecosistema mediterráneo terrestre y que jueguen un papel importante en la génesis de los incendios y en la evolución post-incendio del ecosistema. Dicho modelo esta concretado en estudiar el comportamiento dinámico de la biomasa y su evolución en el tiempo y en el espacio, de la principal especie arbustiva pirófita, la aliaga (Ulex parviflorus), y su relación con otras especies arbustivas, propias del ecosistema a partir de sus condiciones ecológicas de etapa postincendio y su grado de eficacia como cubierta protectora frente a los procesos erosivos, a corto, medio y largo plazo, tanto en condiciones normales como límites (desertificación). Se establece como meta principal observar dicho comportamiento para poder prever y consecuente intervenir con medidas adecuadas de protección, restauración y gestión. Justificar la supervivencia de la especie por su importancia en retener el suelo y evitar la erosión, originar bancos de semillas, etc. para evitar su posible exterminio con las técnicas de repoblación forestal utilizadas actualmente o conocer en que estadio de su ciclo biológico se puede iniciar y establecer su control. Si se conoce cuales son las estrategias biológicas y se consigue mediante la modelización matemática, estaremos más cerca de poder incidir ordenadamente en la complejidad del ecosistema mediterráneo terrestre. La aplicación de este modelo de carácter predictivo permite relacionar la gestión intervensionista en el ecosistema. En este sentido podemos saber como gestionar las poblaciones de Ulex parviflorus, para minimizar el impacto negativo que ejerce como pirófita en el ecosistema, es decir, podemos saber sí en un momento determinado se deben respetar las poblaciones o controlarlas, todo ello amparado en datos objetivos. Ulex parviflorus es una especie germinadora obligada y que cuenta con bancos de semillas persistentes en el suelo y su germinación resulta estimulada por el fuego. La floración de esta especie es temprana y muy numerosa. El periodo de dispersión primaria va desde finales de marzo a junio, presentando un periodo de máxima dispersión en junio; coincidiendo con un aumento de temperatura y una bajada de humedad relativa. Las semillas son expulsadas de manera violenta de sus frutos (dehiscencia explosiva). Las semillas poseen una protuberancia externa denominada arilo, que constituye una adaptación externa especial para mejorar la dispersión secundaria por las hormigas. Las hormigas granívoras utilizan el arilo para agarrar las semillas y llevarlas al hormiguero, el cual utilizaran de alimento, mientras que el resto de la semilla permanece intacto, generalmente en el hormiguero, sin haber sufrido alteración alguna. La relación que se establece entre las hormigas y las semillas es un tipo de mutualismo denominado, mirmecocoria. Las semillas sufren dos procesos de dispersión, una primaria y otra secundaria, por las hormigas. La posición de los hormigueros y su densidad podría condicionar la aparición de nuevas plantas de Ulex.

The present thesis is framed within the General Theory of Systems, area of knowledge denominated Systemic Ecology and for this reason is structured going through the general (Theory of the Ecosystem) to the particular (Terrestrial Mediterranean Ecosystem). For the same reason, it goes through - in the semiotic interpretation of the Reality or Model - the general (mathematical model) to the particular (mathematical model ARGILAGA of a mediterranean shrub species, following the SDWTF methodology). The objective is to develop a mathematical model analyzing and evaluating changes suffering the mediterranean vegetation, and the consequences that can have on the hydrological cycle, soil protection in front of the erosion and vegetable landscape evaluation. It has been necessary to connect the development of the model in species that are, at the same time, representatives of a terrestrial mediterranean ecosystem playing an important paper in the genesis of fires and ecological post-fire evolution. The model is summed up studying the biomass dynamic behavior of the main pirophyte shrub species Ulex parviflorus, and its relationship with other shrub species, starting from its ecological conditions of post-fire stage and its grade of effectiveness like covered protector in front of the erosive processes, to short, half and long term, so much under normal conditions as limits (desertification). ARGILAGA model has as main goal to observe this behavior being able to foresee and intervene consequently with appropriate measures of protection, restoration and administration. Also, to justify the survival of the species for their importance in soil retention and erosion elimination, to originate banks of seeds, etc. To avoid their possible extermination with the techniques of forest repopulation used in the current moment and knowing in that stage of their biological cycle can begin and establish this control. If mathematically modeling can know biological strategies, we will be able to impact orderly in the complexity of the terrestrial mediterranean ecosystem.