Dinàmica postincendi i interaccions entre plantes i formigues mediterrànies

Abstract

En els ecosistemes mediterranis, la recuperació postincendi de les comunitats de plantes i animals és molt variable, depenent tant de factors biòtics com abiòtics. La dinàmica de les poblacions d'animals i plantes ve clarament condicionada per les interaccions que s'estableixen amb altres organismes i són importants en la dinàmica de la recuperació després del foc. Però, són pocs els estudis que analitzen conjuntament la recuperació postpertorbació de les comunitats de plantes i animals. Les interaccions entre les formigues i les plantes són extraordinàriament diverses, i es realitzen en ambdues direccions: les formigues poden actuar sobre les plantes com depredadores o dispersives de llavors, mentre que les plantes poden oferir a les formigues recursos, llocs de nidificació o recobriment. L'objectiu d'aquesta tesi és analitzar l'efecte del foc sobre les comunitats de plantes i formigues mediterrànies i valorar les interaccions entre ambdós grups en l'escenari postincendi. <br/>Es demostra com la recuperació postincendi de les comunitats de plantes i formigues de les principals comunitats forestals de Catalunya depèn de la recuperació postincendi de les principals espècies arbòries i/o arbustives, mostrant així un paral·lelisme en la recuperació després del foc d'ambdós grups. També es mostra que la recuperació de les comunitats de plantes i de formigues segueixen un gradient caracteritzat pel dèficit hídric a l'estiu, essent la recuperació superior en àrees més seques que humides. En el cas de la vegetació, una proporció superior de germinadores permet una recuperació més ràpida de la comunitat de plantes pocs anys després del foc; això es deu a les característiques pròpies de les germinadores i a l'escala de temps considerada. La proporció de les diferents estratègies de resposta al foc varia a través del gradient climàtic, augmentant la proporció de germinadores amb la sequera. Per la seva part, les comunitats de formigues de zones més seques es recuperen millor perquè en aquestes zones trobem més espècies característiques d'ambients oberts, els quals són hàbitats similars a aquells generats pel foc. D'altra banda, també es demostra com la vegetació condiciona l'estructura i composició de les comunitats de formigues en els primers anys després del foc a escala més local, de manera que una reducció dels recursos alimentaris i de l'ombra associats a la vegetació per separat produeixen una reducció del número d'espècies de formigues. Les diferents combinacions d'aquests dos factors produeixen un canvi en la composició de la comunitat de formigues. Pocs anys després de la pertorbació, els efectes del foc encara són molt presents, i les comunitats de formigues no segueixen els patrons d'estructuració de comunitats madures. Per altra banda, es demostra com les formigues granívores augmenten les distàncies de dispersió de les espècies de plantes amb curtes distàncies de dispersió abiòtica, i canvien el patró espacial de distribució de les seves llavors. Mitjançant un model demogràfic, es mostra la importància d'aquestes formigues com depredadores, i també, encara que en menor grau, com dispersives.<br/>En aquesta tesi es constata clarament l'existència d'interaccions entre les comunitats de plantes i de formigues mediterrànies en un escenari postincendi. Podem afirmar que la recuperació postincendi de les comunitats de plantes condiciona la recuperació de les comunitats de formigues a través de les espècies clau, però en la recuperació de les comunitats de formigues també és important la inèrcia anterior al foc. D'altra banda, i a escala més petita, demostrem que les formigues poden condicionar la dinàmica d'algunes espècies de plantes. Encara que aquest efecte sembla petit, podria ser que amb els anys durant el procés de successió postincendi es vagi acumulant i tingui importants repercussions en la recuperació postincendi d'algunes espècies de plantes, i conseqüentment de les seves comunitats.

In Mediterranean ecosystems, post-fire recovery of plant and animal communities is very variable, depending both on biotic and abiotic factors. Animals and plants population dynamics is conditioned by the interaction with other organisms, which is important for the post-fire recovery dynamics. However, there are few studies that analyse the post-disturbance recovery of animal and plant communities alike. Specifically, plant-ant interactions are extraordinarily diverse, and their implications are two-fold: ants can act on plants like seed predators or dispersers, while plants can offer resources, nesting sites and cover to ants. The aim of my PhD Thesis is to study the impact of fire on Mediterranean plant and ant communities, and to evaluate ant-plant interactions in the post-fire scenario. <br/>We show that post-fire recovery of plant and ant communities, in main forest communities of Catalonia, depends on the post-fire recovery of the main tree and/or shrub species. That indicates a strong parallelism between plants and ants regarding their post-fire recovery. Post-fire recovery depends also on the climatic gradient (defined as summer water deficit), the recovery being higher in drier areas. Concerning plants, a higher proportion of obligate seeders allows a quicker recovery of plant communities several years after fire; this is due both to the characteristics of the seeders and to the time scale considered in the study. The proportion of the different functional groups (characterized by their post-fire strategy) varies along the climatic gradient, whereby the proportion of seeders increases with dryness. Concerning ants, communities living on drier areas recover better, because of the higher abundance of species commonly found in open habitats (i.e. habitats similar to those generated by fire). On the other hand, we also demonstrate that the vegetation locally determines the structure and composition of ant communities during the first years after fire. Thus, a reduction either in food resources or in level of shade associated with vegetation causes a decrease in species number. The different combinations of these two factors give rise to changes in the ant community composition. Few years after disturbance, fire effects are still very present, as ant communities do not yet follow the structure pattern of mature communities. On the other hand, we also show that granivorous ants increase the dispersal distance of plant species with short abiotic dispersal distances, and they also change the spatial pattern of their seed distribution. By means of a demographic model we illustrate the importance of ants both as seed predators and, although less importantly, as seed dispersers.<br/>In my PhD Thesis, we demonstrate the existence of interactions between Mediterranean ants and plants in a post-fire scenario. We conclude that the post-fire recovery of plant communities in turn determines the post-fire recovery of ant communities through key plant species. Post-fire recovery of ant communities relies also on the inertia before fire. On the other hand, at smaller scale, we demonstrate that ants can modify the dynamics of some plant species. Although this effect is seemingly small, its cumulative effect in the years following the fire may have important consequences for the recovery of some plant species and their communities.