Estado forestal en Cardeña y Hornachuelos
Área de Ecología (UCO)
22/03/2023
El objetivo de nuestro proyecto es estudiar el efecto de la aridez sobre el crecimiento, la productividad y la diversidad de especies forestales en el bosque mediterráneo. Para ello seleccionamos parcelas del inventario forestal nacional (IFN). Estas parcelas permanentes de 25 m de radio son monitoreadas aproximadamente cada 10 años y nos permiten tener una idea de cómo cambia la vegetación en el tiempo.
Elegimos el Parque Natural Sierra de Hornachuelos y el Parque Natural de la Sierra de Cardeña y Montoro por sus características climáticas, su importancia sociocultural y su densidad forestal. Utilizando la información geográfica del IFN, ubicamos 4 parcelas de Pinus pinaster y 3 parcelas de Quercus faginea donde medimos la altura, el diámetro a la altura del pecho (DAP), y la ubicación espacial de todos los árboles con un DAP > 75 mm. También establecimos 3 transectos de 20 m en cada una de las parcelas para determinar la cobertura de matorral y la diversidad de especies.También se midió la regeneración, textura, nutrientes y microbiota del suelo.
A continuación se muestra un mapa dinámico con la ubicación geográfica de las parcelas de Quercus faginea (en amarillo), Pinus pinaster (en rojo), y las parcelas que hemos muestreado (en negro). La biomasa forestal en el tercer inventario forestal (AB3) se observa al pasar el raton sobre los puntos.
El diámetro a la altura del pecho nos permite utilizar modelos de crecimiento y calcular la biomasa aérea total de los árboles. Teniendo en cuenta la biomasa y el área de la parcela, se calcula la biomasa forestal de la parcela. La productividad forestal se define como la diferencia de biomasa entre el IFN anterior (en año 2006) y nuestro muestreo (año 2021), dividido por la diferencia de tiempo en dicho periodo.
| Parque | Parcela | lon | lat | Biomasa forestal | Productividad forestal | Especie Biomasa | (%) | tree/ha | Riqueza | Total reg | E reg |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cardena | 0586 | -4.24 | 38.22 | 35.46 | 1.00 | Pinus pinea | 64.82 | 91.67 | 3 | 0.00 | NA |
| Cardena | 0587 | -4.22 | 38.22 | 30.43 | 1.02 | Pinus pinaster | 98.03 | 81.49 | 5 | 127.32 | Pinus pinaster |
| Cardena | 0603 | -4.34 | 38.20 | 45.55 | 1.12 | Pinus pinaster | 91.77 | 96.77 | 7 | 0.00 | NA |
| Cardena | 1048 | -4.26 | 38.16 | 35.39 | 1.27 | Pinus pinaster | 73.76 | 50.93 | 7 | 127.32 | Quercus ilex |
| Cardena | 1063 | -4.51 | 38.13 | 11.56 | 0.39 | Quercus faginea | 48.87 | 198.63 | 14 | 3437.74 | Quercus ilex |
| Hornachuelos | 1164 | -5.33 | 37.91 | 18.90 | 0.27 | Quercus faginea | 49.26 | 267.38 | 14 | 0.00 | NA |
| Hornachuelos | 1233 | -5.05 | 37.96 | 55.01 | 1.36 | Arbutus unedo | 49.37 | 488.92 | 1 | 763.94 | Arbutus unedo |
Estructura de tamaños y altura
Pinus pinaster
Diametro a la altura del pecho
El rango del DAP de los árboles muestreados va de 17.5 cm hasta 56.5 cm (Fig. 1), con un valor medio de 41 cm ± 7.8. La distribución de diametro sugiere que la mayoria de los arboles muestreados presentan aproximadamente 40 cm.
No todas las parcelas tienen la misma distribución. En algunos casos encontramos parcelas con pocos árboles (como en la 0586 o 1048), en otros casos encontramos un mayor numero de observaciones con una biomasa por arbol mas homogenea entre ellos (como en la 0587 y 0603).
Altura del árbol
El rango de la altura de los árboles muestreados va de 3.7 m hasta 15.7 m, con un valor medio de 10.3 m ± 3.5. La distribución de observaciones es mayor en comparación al diametro, sugiriendo que tenemos arboles de diametros y alturas muy dispares.
Los resultados a nivel de parcela confirman la disparidad entre el diametro y la altura. Por ejemplo, las parcelas 0587 y 0603 tienen árboles con diametros muy parecidos, pero la altura de los árboles en la parcela 0587 es menor que en 0603.
Quercus faginea
Diametro a la altura del pecho
El rango del DAP de los árboles muestreados va de 8.4 cm hasta 32.7 cm, con un valor medio de 16.5 cm ± 6.1. La estructura de los datos sugiere que el diametro sigue una distribución normal con pocos árboles particularmente grandes.
No todas las parcelas tienen la misma distribución. Las parcelas 1063 y 1233 presentaron arboles menor diametro, mientras que la 1164 presentó los árboles de mayor grosor.
Altura del árbol
El rango de la altura de los árboles muestreados va de 2.4m hasta 13m, con un valor medio de 7.4 m ± 2.4. La distribución de observaciones que arboles de gran tamaño son relativamente comunes, aunque la mayoria mida aproximadamente 7 m.
A nivel de parcela observamos una distribución homogenea donde las parcelas tienen árboles pequeños (como en la 1063), árboles grandes (como en la 1164), o arboles de tamaño medio (como en 1233).
Biomasa y productividad forestal
La biomasa forestal media de Hornachuelos y Cardeña fue de 33.1 Mg/ha ± 14.8. Las diferencias entre especies muestran que las parcelas de Pinus pinaster tienen mas biomasa que las parcelas de Quercus faginea. Cuando comparamos la biomasa forestal de Hornachuelos y Cardeña con parque con mayor precipitación como Cazorla en el caso P. pinaster, y Grazalema en el caso de Q. faginea notamos algunas diferencias. Las parcelas en zonas humedas presentaron mayor biomasa forestal, concretamente, las parcelas de P. pinaster en Cazorla tuvieron una biomasa forestal media de 77.6 Mg/ha mientras que en Cardeña fue de 36.7 Mg/ha. Para Q. faginea observamos que en Grazalema presentaron una biomasa forestal media de 258.7 Mg/ha, mientras que en Cardeña fue de 28.5 Mg/ha.
La productividad forestal en Hornachuelos y Cardeña tiene una media de 1.36 ± 0.92 Mg/ha/año, siendo la productividad de P. pinaster (1.1 Mg/ha/año) mayor que la de Q. faginea (0.7 Mg/ha/año). Al comparar la productividad de los pinares de Cardeña con las parcelas en Cazorla observamos que la media es bastante similar aunque en Cazorla la distribucion de valores es mucho mas amplia. En el caso de Q. faginea si observamos que la productividad es mayor en Grazalema, aunque ambos grupos tienen una distribución similar.
Biomasa y Productividad Matorral
La biomasa del matorral y la biomasa forestal en las parcelas de Pinus pinaster y Quercus faginea de Hornachuelos y Cardeña presentaron valores muy similares, sugiriendo que ambos contribuyen significativamente como almacenamiento de carbono. Sin embargo, en el caso del matorral vemos que la biomasa es bastante similar entre zonas humedas y secas.
La productividad del matorral fue mucho mayor que la productividad forestal. Las diferencias provocadas por las condiciones de humedad entre parques es similar tanto para el matorral como para el arbolado. Zonas con mayor humedad tienen mayor productividad aunque las diferencias no sean muy significativas.
NDVI: Actividad biológica de la vegetación
El NDVI es un indice del verdor de la vegetación obtenido a partir de información satelital. Su análisis a traves del tiempo sirve como indicador de la productividad y aqui podemos ver como en NDVI ha ido incrementandose con el paso del tiempo en casi todos los casos.
Regeneracion forestal
Como vimos en la tabla 1, la regeneración forestal de las parcelas de Pinus pinaster es muy limitada. Dos de ellas no presentaron ningun tipo de regeneración forestal, mientras que las otras dos presentaron plantulas de Pinus pinaster y Quercus ilex respectivamente. En el caso de las parcelas de Q. faginea encontramos mas regeneración, pero la especie mas común fue Quercus ilex y Arbutus unedo. Como metodo de comparación, mostramos nuevamente la regeneración en parcelas con mayor precipitación. Observamos que en Cazorla, la regeneracion de Pinus pinaster es mayor que en Cardeña, mientras que en Grazalema, la regeneración es Q. faginea es mucho mayor que en Hornachuelos.
Riqueza de especies, diversidad y Cobertura vegetal del matorral
A pesar de que las parcelas de Pinus pinaster presentan mayor biomasa y productividad que las parcelas de Quercus faginea, observamos un mayor numero de especies de matorral (riqueza) en las parcelas de Q. faginea. De hecho, cuando comparamos las parcelas de Hornachuelos y Cardeña con parcelas con mayor precipitación, encontramos que la riqueza es bastante similar. Esto sugiere que el tipo de bosque tiene un mayor efecto sobre las especies de matorral que la biomasa forestal o el nivel de humedad.
Al igual que en el caso de la biomasa forestal, vemos que la aridez afecta la cobertura media de matorral. Las parcelas de Pinus pinaster y Quercus faginea en Cardeña y Hornachuelos tienen menos cobertura de matorral que las parcelas en Cazorla y Grazalema.
A nivel de parcela, la cobertura media del matorral presentó valores homogeneos entre si. Para Pinus pinaster, la cobertura media fue aproximadamente de un 20% salvo en la parcela 0603 donde la cobertura fue inferior al 10%. Para Quercus faginea, la cobertura fue aproximadamente de un 40% salvo en la parcela 1233 donde casi no habia matorral.
Composición de especies de matorral por parcela
Pinus pinaster
En las parcelas de Pinus pinaster, las especies mas representativas de la cobertura del matorral fueron Cistus ladanifer, Salvia rosmarinus, Pistacia lentiscus, y Lavandula stoechas.
Quercus faginea
En las parcelas de Quercus faginea, las especies mas representativas de la cobertura del motorral fueron Pistacia lentiscus, Salvia rosmarinus, Smilax aspera, Erica arborea, y Cistus albidus.
Riqueza de especies y diversidad de insectos
El número de especies de insectos fue relativamente similar en parcelas de Quercus faginea sin importar el nivel de humedad. En el caso de las parcelas de Pinus pinaster, encontramos menos especies en las parcelas secas de Cardeña y Montoro en comparación a las parcelas de Cazorla.
Cuando analizamos la riqueza funcional de insectos notamos multiples diferencias. En el caso de Pinus pinaster, observamos un incremento de insectos fitofagos (GF_fito), polifagos (GF_mix) y una disminucion de depredadores (GF_dep) en zonas aridas en comparación a zonas humedas. En el caso de Quercus faginea observamos un patron diferente. En este caso aumenta el porcentaje de depreadores y detritivoros (GF_detri), mientras disminuyen los insectos polifagos.
Riqueza y abundancia de microbiota bacteriana
La riqueza de especies bacterianas fue relativamente similar entre tipos de bosque y nivel de humedad.
Incluso cuando observamos la abundancia relativa por filum de especies, vemos que la distrubición es homogenea entre tipos de bosque y nivel de humedad.
Riqueza y abundancia de hongos
La riqueza de especies de hongos si presento diferencias segun el nivel de humedad. Encontramos menos especies en lugares secos (Hornachuelos y Cardeña), especialmente en parcelas de Pinus pinaster.
En terminos de abundancia relativa, observamos que las diferencias en humedad se asociacian con una disminución en basidiomicetos y un incremento de ascomicetos en bosques mas secos.
