Role of biotic factors and their interactions with droughts in forest decline events

Abstract

Un número creciente de eventos de decaimiento están afectando a biomas forestales en todo el mundo. Estos eventos conducen a la disminución del crecimiento y al aumento de las tasas de mortalidad, y han sido asociados a la interacción de múltiples factores relacionados con el cambio global, concretamente el calentamiento global, el incremento de la aridez, y la intensificación de la incidencia de estreses bióticos. Estos factores se han estudiado por separado, pero no está completamente explorado como las sequías y los patógenos interactúan e inducen decaimiento del bosque. Analizamos cuatro casos de decaimiento en distintos ecosistemas forestales mediterráneos, relacionados con la interacción de sequías y distintas especies que provocan estrés (muérdago, procesionaria del pino, hongos patógenos de raíz, insectos perforadores). Para ello caracterizamos y modelizamos retrospectivamente los cambios en el crecimiento radial inducidos en árboles estresados por sequía utilizando dendrocronología. Además empleamos análisis estadísticos (modelos lineales generalizados mixtos, modelos aditivos generalizados mixtos y modelos de ecuaciones estructurales), así como otras herramientas (análisis espaciales, isotópicos, químicos, teledetección), para determinar las interacciones de estreses climáticos y bióticos. El efecto combinado del muérdago y las sequías redujo el crecimiento del pino silvestre y aumentó la defoliación, siendo estos efectos más evidentes en el ápice del árbol. Sin embargo, los valores en la eficiencia del uso del agua (iWUE) solo fueron inferiores en los últimos 5 años. Los árboles fuertemente infestados mostraron una mayor sensibilidad a los efectos de las sequías que los no infestados. Además, estos árboles mostraron un mayor diámetro del tronco y de la copa, ya que crecieron más en el pasado. Las matas de muérdago de edad similar formaron grupos fuertemente agregados dentro de la copa, y esta edad de las matas se incrementó hacia el ápice del árbol. Por último, los árboles infestados por muérdago mostraron concentraciones más bajas de azucares solubles en sus acículas que los árboles no infestados. En el caso de la procesionaria del pino, varios índices de vegetación reflejaron la pérdida de vigor correspondiente a defoliaciones severas de procesionaria. La procesionaria indujo valores inferiores de crecimiento en pino laricio, pero en general se observó una recuperación dos años después. En el caso del decaimiento del abeto, en el sitio gestionado, los árboles decaídos mostraron un menor crecimiento antes de las cortas (años 50). En los sitios no gestionados, los árboles decaídos y no decaídos mostraron divergencias en los patrones de crecimiento después de fuertes sequías en los años 80, indicando que el decaimiento fue desencadenado por el estrés hídrico. No encontramos un papel determinante de los hongos patógenos de raíz en el decaimiento del abeto, ya que un bajo porcentaje de árboles decaídos fueron infestados por patógenos primarios. Sin embargo, los árboles infestados por Heterobasidion sp. mostraron valores inferiores de incremento de área basal a los árboles no infestados. Por último, en el caso de estudio de los escolítidos, no encontramos diferencias en el crecimiento y en iWUE en árboles infestados y no infestados. Sin embargo, los árboles infestados mostraron una menor respuesta al clima, (las condiciones frías y húmedas del invierno previo favorecen el crecimiento), que los árboles no infestados. Además, los árboles infestados también mostraron una producción inferior de canales resiníferos en los dos años previos a la muerte. Este estudio nos permite caracterizar algunos de los complejos y múltiples efectos de los diferentes factores bióticos de estrés sobre el crecimiento y la vulnerabilidad de los bosques susceptibles a los efectos negativos de las sequías.