Effects of riparian vegetation removal on nutrient retention in a Mediterranean stream

We examined the effects of riparian vegetation removal on algal dynamics and stream nutrient retention efficiency by comparing NH4-N and PO4-P uptake lengths from a logged and an unlogged reach in Riera Major, a forested Mediterranean stream in northeastern Spain. From June to September 1995, we executed 6 short-term additions of N (as NH4Cl) and P (as Na2HPO4) in a 200-m section to measure nutrient uptake lengths. The study site included 2 clearly differentiated reaches in terms of canopy cover by riparian trees: the first 100 m were completely logged (i.e., the logged reach) and the remaining 100 m were left intact (i.e., the shaded reach). Trees were removed from the banks of the logged reach in the winter previous to our sampling. In the shaded reach, riparian vegetation was dominated by alders (Alnus glutinosa). The study was conducted during summer and fall months when differences in light availability between the 2 reaches were greatest because of forest canopy conditions. Algal biomass and % of stream surface covered by algae were higher in the logged than in the shaded reach, indicating that logging had a stimulatory effect on algae in the stream. Overall, nutrient retention efficiency was higher (i.e., shorter uptake lengths) in the logged than in the shaded reach, especially for PO4-P. Despite a greater increase in PO4-P retention efficiency relative to that of NH4-N following logging, retention efficiency for NH4-N was higher than for PO4-P in both study reaches. The PO4-P mass-transfer coefficient was correlated with primary production in both study reaches, indicating that algal activity plays an important role in controlling PO4-P dynamics in this stream. In contrast, the NH4-N mass-transfer coefficient showed a positive relation-ship only with % of algal coverage in the logged reach, and was not correlated with any algal-related parameter in the shaded reach. The lack of correlation with algal production suggests that mechanisms other than algal activity (i.e., microbial heterotrophic processes or abiotic mechanisms) may also influence NH4-N retention in this stream. Overall, this study shows that logging disturbances in small shaded streams may alter in-stream ecological features that lead to changes in stream nutrient retention efficiency. Moreover, it emphasizes that alteration of the tight linkage between the stream channel and the adjacent riparian zone may directly and indirectly impact biogeochemical processes with implications for stream ecosystem functioning.

Cultivation of black truffle to promote reforestation and land-use stability

Cultivation of black truffle, Tuber melanosporum Vitt., has become an important agricultural alternative in rural Mediterranean regions due to its success in relatively harsh conditions, its high market value and diminishing production in natural areas. In addition, truffle cultivation requires relatively low agricultural inputs, promotes reforestation and economic restoration of rural lands and land-use stability. However, there remain major issues regarding the management practices to ensure successful black truffle production. We therefore conducted an experiment to evaluate 3 levels of irrigation based on monthly water deficit and the effects of currently applied weed control systems and fertilization. Treatment effects were evaluated by examining the mycorrhizal status of out-planted 1-yr-old Quercus ilex L. seedlings and seedling growth parameters after 18 months in 3 distinct experimental truffle plantations located in the foothills of the Spanish Pyrenees. We found that replacing one-half of the water deficit of the driest month (moderate irrigation) promoted the proliferation of T. melanosporum mycorrhizae, while high irrigation reduced fine root production and truffle mycorrhizae. Glyphosate weed control improved seedling survival by up to 16% over control seedlings without jeopardizing truffle mycorrhizae in the first year. Fertilization did not improve seedling growth or influence its mycorrhizal status. We describe the persistent relationship between this ectomycorrhizal fungus and Q. ilex by quantifying old and new mycorrhizae and we discuss the ecological implications of the symbiosis.

How are riparian plants distributed along the riverbank topographic gradient in Mediterranean rivers? Application to minimally altered river stretches in Southern Spain.

Species structure and composition in Mediterranean riparian forests are determined by hydrological features, longitudinal zonation, and riverbank topography. This study assesses the distribution of four native riparian plants along the riverbank topographic gradient in three river stretches in southern Spain, with special emphasis on the occupation of adult and young feet of each species. The studied stretches suffered minimal human disturbances, displayed semi-arid conditions, and had wide riparian areas to allow the development of the target species: black alder (Alnus glutinosa), salvia leaf willow (Salix salviifolia), narrow-leafed ash (Fraxinus angustifolia), and oleander (Nerium oleander). Thalweg height was used to define the riverbank topographic gradient. The results showed a preferential zone for black alder and salvia leaf willow in the range of 0-150 cm from the channel thalweg, with adult alders and willows being more common between 51 and 150 cm and young alders being more common under 50 cm. Conversely, narrow-leafed ash and oleander were much more frequent, and showed greater development, in the ranges of 151-200 cm and 201-250 cm, respectively, whereas the young feet of both species covered the entire topographic range. Adult feet of the four species were spatially segregated along the riverbank topographic gradient, indicating their differential ability to cope with water stress from the non-tolerant alders and willows to more tolerant narrow-leafed ash trees and oleanders. Young feet, however, showed a strategy more closely linked to the initial availability of colonisation sites within riparian areas to the dispersion strategy of each species and to the distribution of adult feet. In Mediterranean areas, where riparian management has traditionally faced great challenges, the incorporation of species preferences along riverbank gradients could improve the performance of restoration projects.

Does soil moisture overrule temperature dependence of soil respiration in Mediterranean riparian forests?

Soil respiration (SR) is a major component of ecosystems' carbon cycles and represents the second largest CO2 flux in the terrestrial biosphere. Soil temperature is considered to be the primary abiotic control on SR, whereas soil moisture is the secondary control factor. However, soil moisture can become the dominant control on SR in very wet or dry conditions. Determining the trigger that makes soil moisture as the primary control factor of SR will provide a deeper understanding on how SR changes under the projected future increase in droughts. Specific objectives of this study were (1) to investigate the seasonal variations and the relationship between SR and both soil temperature and moisture in a Mediterranean riparian forest along a groundwater level gradient; (2) to determine soil moisture thresholds at which SR is controlled by soil moisture rather than by temperature; (3) to compare SR responses under different tree species present in a Mediterranean riparian forest (Alnus glutinosa, Populus nigra and Fraxinus excelsior). Results showed that the heterotrophic soil respiration rate, groundwater level and 30 cm integral soil moisture (SM30) decreased significantly from the riverside moving uphill and showed a pronounced seasonality. SR rates showed significant differences between tree species, with higher SR for P. nigra and lower SR for A. glutinosa. The lower threshold of soil moisture was 20 and 17% for heterotrophic and total SR, respectively. Daily mean SR rate was positively correlated with soil temperature when soil moisture exceeded the threshold, with Q10 values ranging from 1.19 to 2.14; nevertheless, SR became decoupled from soil temperature when soil moisture dropped below these thresholds.

Effects of a nursery CO2 enriched atmosphere on the germination and seedling morphology of two Mediterranean oaks with contrasting leaf habit

Abstract: The use of an enriched CO2 atmosphere in tree nurseries has been envisaged as a promising technique to increase productivity and to obtain seedlings with a higher root/shoot ratio, an essential trait to respond to water stress in Mediterranean-type ecosystems. In that framework, we have analyzed the effects of three levels of atmospheric CO2 concentration (350, 500 and 700 ppm) on the germination rate, growth and morphology of seedlings of two Mediterranean oaks used in reforestation programs: the evergreen Quercus ilex L. and the deciduous Quercus cerrioides Wilk. et Costa. CO2 enrichment increased the germination rate of Q. cerrioides (from 70±7 to 81±3 %) while it decreased that of Q. ilex (from 71±10 to 41±12 %). Seedlings of both species increased approximately 60% their total biomass in response to CO2 enrichment but at two different CO2 concentrations: 500 ppm for Q. cerrioides and 700 ppm for Q. ilex. This increase in seedlings biomass was entirely due to an augmentation of root biomass. Considering germination and biomass partitioning, an enriched CO2 atmosphere might not be appropriate for growing Mediterranean evergreen oaks, such as Q. ilex, since it reduces acorn germination and the only gains in root biomass occur at a high concentration (700 ppm). On the other hand, a moderate CO2 enrichment (500 ppm) appears as a promising nursery technique to stimulate the germination, growth and root/shoot ratio of deciduous oaks, such as Q. cerrioides. Resumen: El uso de una atmósfera enriquecida en CO2 durante la fase de vivero puede contribuir a aumentar la producción viverística, a la vez que ayudar a conseguir plántulas con una mayor relación biomasa subterránea/biomasa aérea, más adecuadas para hacer frente al severo estrés hídrico que generalmente limita el éxito de las repoblaciones en el clima Mediterráneo. En este estudio hemos analizado el efecto de tres niveles de abonado carbónico atmosférico (350, 500 y 750 ppm) en la germinación y morfología de plántulas de encina (Quercus ilex) y roble cerrioide (Quercus cerrioides). Una atmósfera enriquecida en CO2 incrementó la germinación de Q. cerrioides (de 70±7 a 81±3 %) mientras que disminuyó la de Q. ilex (de 71±10 a 41±12 %). Las plántulas de ambas especies incrementaron aproximadamente un 60% su biomasa en respuesta a una mayor concentración de CO2, aunque esta respuesta se produjo a diferentes dosis: 500 ppm en Q. cerrioides y 700 ppm en Q. ilex. El aumento en la biomasa total de las plántulas se debió enteramente a un mayor desarrollo de su sistema radical, Considerando tanto la germinación como los efectos sobre la relación biomasa subterránea/biomasa aérea, una atmósfera enriquecida en CO2 no parece ser un tratamiento adecuado para la producción en vivero de plántulas de Q.ilex, puesto que diminuye su germinación y solo aumenta su sistema radicular a dosis muy elevadas (700 ppm). Por el contrario, un aumento moderado en la concentración de CO2 (500 ppm) aparece como una técnica interesante para estimular el crecimiento y obtener plántulas de Q. cerrioides con un sistema radical más desarrollado.

Condicions socioecològiques de la riera d'Arbúcies pel retorn de la llúdriga (Lutra lutra)

La llúdriga (Lutra lutra) va desaparèixer de la conca de la Tordera a causa de la pressió humana sobre ella i el seu hàbitat. Recentment les seves poblacions s’estan recuperant a las conques nord de Catalunya. En aquest context es presenta els resultats dels anàlisis dels requeriments socioecològics de la llúdriga en l’afluent del riu Tordera de la riera d’Arbúcies: qualitat del bosc de ribera, valoració de la contaminació de l’aigua i l’anàlisi de les poblacions d’ictiofauna, a més de l’estimació de l’espècie més abundant. L’evolució de l’ús i cobertes del sòl del sòl mostren que existeix una tendència augment en las masses forestals, zones urbanitzades i infraestructures; també una disminució del camps de cultiu, fruiters i vinyes. La qualitat del bosc de ribera es va valorar a partir del l’índex QBR, obtenint que la màxima qualitat es localitza en el tram alt, disminuint a mesura que s’apropa a la desembocadura al Tordera. La contaminació de l’aigua a estat valorada, per una banda analitzant la qualitat biològica a partir dels índexs IPS i BMWPC, obtenint que la qualitat de l’aigua disminueix a mesura que transcorre riu avall, segons l’IPS. Amb el BMWPC es troba que existeix una recuperació de la qualitat de l’aigua en l’últim tram. Per altra banda s’han analitzat el compostos químics que afecten a la llúdriga, obtenint que les concentracions d’aquest no són rellevants a l’aigua. S’ha analitzat l’estructura de la població d’ictiofauna present, trobant que el Barbus meridionalis és l’espècie més abundant en tots el trams, a més d’augmentar en captures a mesura que l’aigua s’apropa al aiguabarreig amb la Tordera. S’ha estimat la biomassa present d’aquesta espècie, concloent que es suficient per mantenir una població no gaire densa de llúdrigues, inferior a 0,15 individus per kilòmetre de riu.

Diagnosi ambiental de la riera de Santa Coloma entre Santa Coloma de Farners i Riudarenes

A l’actualitat trobem nombrosos sistemes aquàtics alterats per diferents efectes d’origen antropogènic. Per tal d’evitar i/o disminuir aquests efectes va sorgir la Directiva Marc de l’Aigua (2000/60/CE) essent aquest un dels seus objectius. Aquest article descriu el funcionament hidrogeològic i l’estat ecològic de la riera de Santa Coloma, afluent de la Tordera (NE Catalunya), des de pràcticament el seu inici a Santa Coloma de Farners (Girona) fins a Riudarenes (Girona). S’intenta establir les possibles influències del funcionament hidrogeològic en l’estat ecològic a partir de dades piezomètriques, de cabal, fisicoquímiques i biològiques. Per aquesta última part s’han utilitzat indicadors biològics com l’índex d’hàbitat fluvial (IHF), avaluant l’hàbitat físic; l’índex de Qualitat del Bosc de Ribera (QBR), per determinar la qualitat ecològica de la zona de ribera; l’índex Biological Monitorig Working Party per a conques internes de Catalunya (BMWPC), per avaluar les diferents famílies de macroinvertebrats que hi viuen i l’índex ECOSTRIMED, una síntesi dels dos índex anteriors.

Estudio del ecosistema urbano de San José. Protocolo de monitoreo de aves y naturalización del Parque La Sabana

El papel de la ciudad en el futuro de la humanidad será transcendente, y es que el crecimiento actual de los espacios urbanos tiende, en general, a desbordar el sitio original de las ciudades, abarcando territorios cada vez más extensos y discontinuos. Y por este motivo es de vital importancia el estudio de la ciudad y de su entorno, el cual es sinónimo de ecosistema urbano. En el siguiente estudio se evalúa el ecosistema urbano de San José, capital de Costa Rica, dando énfasis en las zonas verdes presentes, en las relaciones con los ecosistemas naturales circundantes y como mejorar su capacidad ecológica. Por este motivo se ha analizado un proceso de rearborización en el Parque Metropolitano La Sabana, principal nódulo de carga de la trama urbana. Este esfuerzo de naturación dotará al parque de una mayor naturalización, con lo que se espera un aumento de la biodiversidad faunística. Para conocer estos cambios se crea un programa de monitoreo de aves con su respectivo protocolo.

Seguiment de l'evolució de la recuperació del bosc de ribera en la zona afectada per l'incendi del riu Canaletes del 20/07/2009. Proposta de campanya de voluntariat ambiental en rius per la custòdia i recuperació fluvial

El riu Canaletes va resultar afectat per l’ incendi que es va produir a Horta de Sant Joan el juliol de l’any 2009. El foc va malmetre bona part de la flora i fauna de la zona, però un dels ecosistemes que en va sortir més perjudicat va ser el del bosc de ribera, ecosistema molt fràgil en front de pertorbacions d’aquest tipus, ja que la seva capacitat de regeneració no és tant senzilla ni ràpida com en altres ecosistemes mediterranis com podrien ser els boscos de pi blanc. No obstant, si que existeixen algunes espècies de ribera que presenten una ràpida resposta als incendis com és el cas dels salzes o alguns pollancres o àlbers, que en aquest cas, poc temps després del foc ja presentaven rebrots, segons observacions realitzades al camp. Per comprovar l’evolució de la recuperació del bosc de ribera en la zona afectada per l’incendi, es van realitzar diverses sortides de camp. D’aquestes observacions, es va poder deduir que actualment el bosc de ribera de la zona estudiada, evoluciona segons les previsions realitzades en estudis immediatament posteriors al foc, de manera que hi estan proliferant de manera ràpida bardisses amb esbarzer, gavarrera, roldor i sanguinyol, en aquells llocs que abans de l’incendi eren ocupats per arbres caducifolis.

Canvis ambientals i relacions tròfiques en rius mediterranis

Els rius i rieres mediterranis són ecosistemes que es caracteritzen per fortes oscil•lacions de cabal i temperatura al llarg de l’any. Aquestes oscil•lacions provoquen canvis ambientals en l'hàbitat i en els recursos que afecten directament o indirecta la biota que habita aquests ecosistemes, la qual, per tant, ha de presentar adaptacions a aquestes oscil•lacions ambientals. L'escenari actual de canvi climàtic preveu una intensificació dels fenòmens de sequera i augment de temperatura. Entendre com la biota dels rius respon a aquestes fluctuacions és de gran importància per poder anticipar les respostes d'aquests sistemes als imminents canvis ambientals així com per gestionar adequadament els recursos hídrics en un futur. Els objectius principals d'aquesta tesi eren: caracteritzar estructural i funcionalment dues rieres intermitents mediterrànies al llarg dels diferents períodes característics del cicle anual i veure els efectes d'un augment de la sequera; veure com aquests efectes podien afectar l'ecosistema ripari circumdant i establir com diferències en la qualitat de la matèria orgànica derivades del canvi climàtic pot afectar el fitness i desenvolupament dels invertebrats. Aquests objectius s'han pogut complir només parcialment, ja que adversitats climàtiques van impedir finalitzar amb èxit la manipulació del cabal al camp i la resolució d'algunes dades no ha estat prou bona com per aplicar els models corresponents. Aquests contratemps s'han solucionat amb la incorporació de dos nous experiments (un encara s'ha de realitzar), fet que ha fet enlentir la finalització de la tesi.

Avaluació, seguiment i propostes de millora de les actuacions de recuperació del Massís del Montgrí després de l’incendi del 2004

El treball pretén donar unes pautes generals de com actuar en una zona cremada després d’un incendi, tant pel que es refereix als treballs d’urgència, com el que fa referència als treballs destinats a la restauració, concretament, estudia el cas de l’incendi que va patir el massís del Montgrí el setembre de 2004, tenint en compte que aquesta zona forma part dels espais PEIN de Catalunya, es troba proposada com a zona ZEPA per la Xarxa Natura 2000 i es preveu la seva integració en un nou Parc Natural

De viles rurals a indrets de la regió metropolitana de Barcelona: transformacions històriques del paisatge a la Vall del Congost (Figaró-Montmany, l’Ametlla del Vallès i la Garriga, 1850-2010)

El projecte ha assolit la majoria d’objectius, ajustats a la reducció d'una quarta part de l'import concedit: 1) caracteritzar la transformació del paisatge agro-forestal i urbà a dos municipis de la vall del Congost, La Garriga i Figaró-Montmany, reconstruint amb SIG els mapes d'ús del sòl de 1854, 1949, 1956 i 2005, obtenint per intersecció de cobertes les matrius dels canvis d'ús; i 2) avaluar amb l’índex de connectivitat ecològica l'impacte ambiental d'aquells canvis des del punt de vista de la biodiversitat i la resiliència del paisatges, amb un especial èmfasi en la reforestació induïda per l'abandonament rural i la pèrdua de paisatges en mosaic, en un àmbit més gran pel període 1956-1993-2005. Aquests resultats han permès preparar varis articles per publicar en co-autoría a revistes com Landscape History, Environment and History o Landscape and Urban Planning. Ja és a punt de poder-se lliurar el primer amb el títol de "Looking backwards into a Mediterranean edge environment: Landscape changes and ecological connectivity in El Congost Valley (province of Barcelona, Catalonia) 1850-2005", incloent dos objectius esmentats a la memòria: identificar les principals forces motores d'aquells canvis en el paisatge relacionant els usos del sòl amb les formes d'ordenació del territori, caracteritzar-ne les forces rectores econòmico-socials i el paper jugat per la protecció del Parc Natural del Montseny i els Cingles de Bertí. Els resultats també permetran abordar en el futur altres aspectes, com per exemple estimar el potencial energètic de la biomassa local tot cercant que el seu aprofitament generi sinèrgies territorials positives per a l'ecologia del paisatge amb la recuperació d’una ramaderia extensiva i una agricultura ecològica que facin possible la restauració dels paisatges en mosaic. L'estudi ha pogut incorporar un aspecte inicialment no previst, el cens d'orquídies mediterrànies a Figaró-Montmany elaborat pel naturalista Paul Wilcox