Interaccions arbre-arbust al límit superior del bosc i efectes de gradients bioclimàtics en la vegetació

Durant el periode d’elaboració d’aquesta tesi hem aprofundit en el coneixement dels factors que controlen les dinàmiques espacio-temporals del límit superior del bosc. Aquest ecotò se situa entre el límit superior del bosc i els prats alpins i és susceptible a canvis ambientals, fet que provoca que fluctuï altitudinalment i latitudinalment en funció d’aquests canvis. Els motius d’aquesta dinàmica s’ha estudiat sovint des d’un punt de vista climàtic, però mai fins ara s’havia estudiat des d’un punt de vista de les interaccions entre organismes. Per aquest fet hem estat evaluant l’efecte de les interaccions planta-planta en la regulació de la dinàmica supraforestal. L’estudi l’hem emmarcat en un context alpí (als Pirineus Catalans) i en un context subàrtic (Lapònia, Suècia), fet que ens ha permès fer un estudi comparatiu en dos ecotons contrastats però homòlegs ecològicament. Hem desenvolupat una sèrie d’experiments considerant diversos factors (augment de temperatura, quantitat de nutrients, presència d’arbust, posició en l’ecotò); en les dues zones d’estudi hem fet una plantació de plançons dels arbres formadors del límit del bosc en les diverses situacions derivades de la combinació d’aquests factors, i hem fet el seguiment fenològic dels plançons durant tres periodes de creixement. Els resultats dels experiments ens han permès veure que les interaccions entre organismes tenen una gran importància en la regulació de la dinàmica supraforestal, tant als Pirineus com a Lapònia. Les interaccions planta-planta i planta-herbívors determinen el reclutament de plançons i per tant l’estructuració de les comunitats supraforestals. Per altra banda, la posició en l’ecotò evidencia la presència d’un gradient bioclimàtic; les manipulacions ambientals de temperatura i nutrients originen una resposta generalment positiva en el desenvolupament dels plançons, indicant que canvis en aquestes variables pot suposar alteracions notables de l’estructura forestal del límit del bosc. Per altra banda en aquest projecte també hem aprofundit en temes relacionats amb l'efecte dels gradients altitudinals en la distribució de plantes vasculars als Pirineus Catalans.

In this study we have gained insight into the factors controlling the spatio-temporal dynamics observed in the treeline. This limit or ecotone is situated in the transition between forest and alpine grasslands and it shows high sensitivity to environmental changes, which originates altitudinal and latitudinal shifts. The causes of these shifts have been studied from a climatic scope, although there are other controlling factors such as the interactions between organisms, which remain poorly studied. Thus, our study has focused on this issue, in order to assess the effect of plant-plant interactions as a regulating factor of treeline dynamics. We situated our study in an alpine region (Catalan Pyrenees) and in a subarctic region (Swedish Lapland), which allowed us to perform a comparative study in two contrasting homologous ecotones. We set up a series of experiments involving several factors (increased temperature, amount of nutrients, presence of shrub, position across the ecotone); in both study regions we transplanted seedlings of the species forming the treeline, in distinct treatments derived from the combination of such factors, and we have assessed the phenological evolution of such seedlings during three growing seasons. Our results indicate that the interactions between organisms play an important role in regulating the treeline dynamics, both in the Pyrenees and in Lapland. The plant-plant and plant-herbivore interactions determine the seedling recruitment and thus, the structure of treeline plant communities. Moreover, the position across the ecotone evidences the importance of a bioclimatic gradient. The environmental manipulations (temperature, nutrients) originate a positive response in seedling development, indicating that changes in such variables could cause noticeable changes in the forest structure at the treeline. In this project we have also gained insight into the effect of altitudinal gradients on vascular plant distribution in the Catalan Pyrenees.