Avaluació regional de la dinàmica recent de l'ecotò bosc subalpí-prats alpins als Pirineus

Abstract

El límit altitudinal del bosc, o ecotò superior bosc-prat alpí, constitueix per definició, la frontera entre l'estatge subalpí i l'estatge alpí separant, per tant, sistemes ecològics adjacents. És una de les fronteres més aparents entre sistemes ecològics que s'origina degut a l'increment gradual de l'adversitat de les condicions climàtiques en altitud i que, finalment, comporta el límit biològic per al creixement dels vegetals en port arbori. La formació de boscos arreu del planeta, en absència de pertorbacions naturals o antròpiques (p.e., tales, incendis, pastures), està limitada per condicions climàtiques excessivament seques, humides o fredes. En el cas de la transició natural bosc subalpí-prat alpí, que s'observa a tots els sistemes muntanyosos del planeta suficientment alts, les causes de la seva formació (llindar tèrmic, balanç de carboni,...) és un tema encara avui de debat on no hi ha un consens generalitzat. Però independentment del factor causant del límit altitudinal del bosc, els factors abiòtics controlen en últim terme els processos ecològics que hi tenen lloc. És per això, que els ecotons han estat motiu d'estudi des de fa molt temps, ja que es consideren paradigmàtics per l'anàlisi de la resposta dels patrons de distribució de la vegetació a les fluctuacions climàtiques. La seva importància com a monitors de canvis climàtics recau en el fet que les respostes dels ecosistemes degut a la variació ambiental són detectats primerament a les zones de frontera.<br/>Aquesta tesi ha estat realitzada al límit superior del bosc del sector central i oriental dels Pirineus catalans i d'Andorra. L'espècie dominant a totes les localitats estudiades, i a bona part dels Pirineus, és el pi negre (Pinus uncinata). Els resultats obtinguts mostren que tot i la importància de les condicions locals en la dinàmica del límit superior del bosc, hi ha una sincronització en el creixement radial i, en menor mesura, en el reclutament d'individus entre localitats a escala regional. Aquest fet evidencia la presència d'un factor comú extern, el macroclima, que modula la dinàmica de l'ecotò bosc-prats alpins a escala regional dels Pirineus. S'ha detectat una densificació del límit superior del bosc a escala regional durant la segona meitat del segle XX, que s'ha produït en paral·lel a l'increment de les temperatures (canvi climàtic). Però en base al patró de la transició en l'edat i la mida dels individus, el canvi d'usos del sòl hauria estat el factor determinant de l'augment del caràcter forestal en alguns dels ecotons estudiats. Tot i la densificació regional de la zona de l'ecotò des de 1950s, l'estructura demogràfica recent (1971-2000) i la dinàmica del límit de l'arbre de les diverses localitats estudiades evidencien l'existència de respostes diferencials a curt termini entre localitats. Aquest resultat emfatitza la importància de les condicions locals en la modulació de la dinàmica dels ecotons. L'anàlisi del patró espacial de la regeneració sembla indicar que la distribució dels llocs segurs de reclutament, que estan condicionats per la distribució espacial dels elements responsables dels processos de facilitació a nivell microambiental, determinarien la distribució espacial de la regeneració del pi negre a l'ecotò. Per tant, els processos de regeneració recent a l'ecotò superior de Pinus uncinata no han estat condicionats per limitacions reproductives de l'espècie ni per una manca d'hàbitat favorable per a l'establiment de nous individus. Tot i això, el previsible increment dels fenòmens d'estrés hídric a escala regional al sud d'Europa (IPCC 2007), degut a augments de temperatura sense anar acompanyats d'augments en el règim de precipitació, i la probable disminució de la precipitació hivernal en forma de neu, poden aturar i revertir els processos de densificació de la zona de l'ecotò observats durant el segle XX.

<I>The altitudinal limit of forest growth, the alpine treeline ecotone, constitutes the boundary between the subalpine and alpine belts, and thus separates distinct ecological systems. The treeline ecotone is one of the most striking borders between ecosystems that result from the altitudinal increase of climate harshness, which finally leads to the altitudinal limit of tree-like growth. Irrespective of the ultimate cause of the alpine treeline, where abiotic factors limits population processes, ecotones have been focus of scientific research for long since they are regarded as suitable monitors of the influence of climatic variability on species distribution. This is due to the fact that climatic variability effects are first detected in transition zones between ecosystems.<br/>This thesis is focused on the alpine "Pinus uncinata" treeline in the Iberian eastern Pyrenees: Catalan Pyrenees (NE Spain) and Andorra. The demographic and spatial analyses of the alpine ecotone at a regional scale evidence that, in spite of the importance of local conditions on the alpine treeline dynamics, there is an important degree of synchronization in tree growth and, to a lesser extent, recruitment processes among treelines at a regional scale. This evidences the presence of an external factor, the macroclimate, that modulates the dynamics of such populations. The treeline densification observed, at a regional scale, during the second half of the 20th century occurred in parallel to temperature rises (climate warming). But based on the transition pattern in tree age and size along the ecotone, land use changes may have triggered the afforestation processes observed in some of the treelines studied. Our results suggest that recent alpine "Pinus uncinata" treeline recruitment, at a regional scale, was not limited by reproductive constraints or by the lack of suitable habitat for regeneration. However, the predicted increase of drought stress events at southern Europe as a result of increased temperature without precipitation increments, together with the expected reduction of snow precipitation in winter, may distort or even reverse the observed treeline densification trends during the 20th century. </I>