195 research outputs found
Shrubland primary production and soil respiration diverge along European climate gradient
No full textimbalance p paper contact with: Marc Estiarte, [email protected] and belowground carbon (C) stores of terrestrial ecosystems are vulnerable to environmental change. Ecosystem C balances in response to environmental changes have been quantified at individual sites, but the magnitudes and directions of these responses along environmental gradients remain uncertain. Here we show the responses of ecosystem C to 8-12 years of experimental drought and night-time warming across an aridity gradient spanning seven European shrublands using indices of C assimilation (aboveground net primary production: aNPP) and soil C efflux (soil respiration: Rs). The changes of aNPP and Rs in response to drought indicated that wet systems had an overall risk of increased loss of C but drier systems did not. Warming had no consistent effect on aNPP across the climate gradient, but suppressed Rs more at the drier sites. Our findings suggest that above- and belowground C fluxes can decouple, and provide no evidence of acclimation to environmental change at a decadal timescale. aNPP and Rs especially differed in their sensitivity to drought and warming, with belowground processes being more sensitive to environmental change
Changes in soil enzymes related to C and N cycle and in soil C and N content under prolonged warming and drought in a Mediterranean shrubland
No full text13 páginas, 4 tablas, 4 figuras.In aMediterraneanshrubland, we investigated the effects of the projected warming and drought on soil urease, protease and β-glucosidase activities and the relation of the possible changes in the activities of these enzymes with the observed changes in soil moisture, soil pH and in C and N stocks in soils, leaves and leaf litter during 1 year (April 2004–May 2005). This investigation was conducted in a long-term experiment of warming and drought manipulation that began in 1999 and is lasting until now. Warming increased soil urease activity by 10% in the study period, mainly by increasing soil urease activity 30% in winter and 10% in spring, and increased β-glucosidase activity 38% in spring. Soil urease and β-glucosidase activities were positively correlated with soil temperatures in winter and negatively in summer. Warming increased soilenzyme activities in winter when soil moisture was highest and in spring coinciding with the greatest biological activity. Warming decreased NH4+soil concentration in the spring of 2004 (by 30%) and 2005 (by 72%), in consonance with the increase in N uptake by plants. Warming decreased N concentration in Globularia alypum leaf litter, increasing C/N leaf ratio by 30% showing an increase in N mobilization and contributing to a greater total N accumulation in plants. However, the greater NO3− availability in soil observed underwarming, probably by an increase in nitrification, may lead to a net N loss by leaching under the torrential rainfalls typical of the Mediterranean climate regions. Drought reduced soil protease activity (9%) in the study period, mainly by decreasing it in spring by 13–21%, but did not affect Nsoil contents because N turn-over reduction was counterbalanced by a decrease in N leaf concentrations. Soil protease activity was positively correlated with soil water content showing a strong dependence of this enzyme on soil water content. Drought did not affect β-glucosidase activity but tended to increase C contents in soils, which together with the increase in C/N in leaves indicate a reduction of C turn-over and a trend to increase C stocks in soil at long term. The effects of warming and drought on soilenzyme activities were due to a direct effect on soil temperature and soil water content, respectively, and not to changes on soil organic matter quantity and nutritional quality.This research was supported by the European project FP6 NEU NITROEUROPE (GOCE017841). Additional funding was provided by the Spanish Government projects CGL2004-01402/BOS and CGL2006-04025/BOS, the Catalan Government project (SGR2005-00312), the European project ALARM (Contract 506675), and aFundación BBVA 2004 grant. Marc Estiarte acknowledges support from Spanish Ministerio de Educación y Ciencia (Ramon y Cajal contract).Peer reviewe
Warming and drought change trace element bioaccumulation patterns in a Mediterranean shrubland.
No full text12 páginas, 1 tabla, 3 figuras.A field experiment consisting of drought and warming manipulation was conducted in aMediterraneanshrubland dominated by the shrubs Erica multiflora and Globularia alypum. The aim was to investigate the effects of the climatic changes predicted by IPCC models for the coming decades on traceelement concentration and accumulation in aboveground biomass, plant litter, and soil. Warming increased concentrations and aboveground accumulation of some traceelements related to plant root uptake, such as Al, As, Cr, Cu, and partially Pb. This effect was more general in E. multiflora than in G. alypum. The stronger effects were increases in Al leaf concentrations (42%) and aboveground accumulation (500 g ha−1) in E. multiflora, in As stem biomass accumulation (0.2 g ha−1) in E. multiflora, and in Cr leaf concentrations (51%) in G. alypum and stem aboveground accumulation in E. multiflora (1.1 g ha−1). These species-specific increases were related to greater retranslocation, photosynthetic capacity and growth in E. multiflora than in G. alypum. Warming decreased the concentrations of some traceelements in leaf litter, implying the existence of an increased leaf retranslocation. Drought increased As (40%) and Cd (55%) in E. multiflora stems, whereas it decreased Cu (50%) in leaves, Ni (28%) in stems and Pb (32%) in leaf litter of G. alypum. The increasing concentrations of some traceelements in E. multiflora and not in G. alypum were related to a greater growth reduction in E. multiflora than in G. alypum. Warming increased As soil solubility (67%) and decreased total soil As (21%). Those changes were related to a greater Fe mobilization in warming plot and to a greater plant capture. Drought increased Hg (350%) concentrations in soils but had no significant effects on traceelement accumulation in aboveground biomass. The different response to warming and drought in the two dominant species implies uneven changes in the quality of the plant tissues that may have implications for herbivores. This may be specially important for the performance of the studied Mediterranean ecosystems under the warmer and drier conditions predicted by the next decades by the GCM and ecophysiological models.This research was supported by Spanish Government projects CGL2004-01402/BOS and CGL2006-04025/BOS, the Catalan Government project (SGR2005-00312), the European project ALARM (Contract 506675), and a Fundación BBVA 2004 grant. Marc Estiarte acknowledges support from Spanish Ministerio de Educación y Ciencia (Ramon y Cajal contract).Peer reviewe
Holocene palaeoenvironment in a former coastal lagoon of the arid south eastern Iberian Peninsula: salinization effects on delta N-15
No full text8 páginas, 1 tabla, 2 figuras.The palaeoenvironment of a former coastal
lagoon in the south eastern Iberian Peninsula (San Rafael,
Almeria, Spain) were inferred from one core analyzed for
particulate organic matter content (POM) together with its
C/N, d
13
C, d
15
N to depict the biogeochemical record from
the Late Glacial to the Holocene. The results, complemented by previously reported pollen assemblages,
indicate the appearance of a freshwater lagoon at 7300 B.P.
(uncalibrated
14
C age), its salinization at 6200 B.P. and its
disappearance at 4400 B.P. The period of existence of the
lagoon coincided with a period of wetter conditions as
inferred from terrestrial vegetation. The lagoon’s salinization was not related to a decrease in precipitation but to a
stronger maritime influence since there were no parallel
changes in terrestrial vegetation. Salinization caused an
increase in d
13
C, associated with a higher relative presence
of C4 plants, and an increase in d
15
N, due to a decrease in
plant N demand. The late period of the lagoon, from about
5100 to 4400 B.P., shows a progressive drying and salinization not detected in isotopes but reflected in a decrease in
POM, and in the pollen records. Increases in d
15
N were
related to increases in salinity within the lagoon, and are
indicative of a more open N cycle, because the absence of
changes in terrestrial vegetation rules out changes in the
catchment area as the cause for changes in d
15
N.This research was supported by the Spanish
Government projects REN2003-04871/GLO and CGL2004-01402/
BOS, the Catalan Government project SGR 2005-00312, the European
projects ALARM (Contract 506675) and NUE (Contract 017841), and a
Fundacio´n BBVA 2004 grant. Marc Estiarte acknowledges support
from Spanish Ministerio de Educacio´n y Ciencia (Ramon y Cajal
contract).Peer reviewe
Anàlisi del desenvolupament floral d'un arbust mediterrani, la Globularia alypum, en poblacions costaneres i continentals
No full textEn aquest projecte s'ha estudiat la fenologia de floració de nou poblacions de G.alypum, un arbust de fulla perenne típic dels ambients termòfils de l'oest de l'Àrea Mediterrània, situades en diferents localitats de Catalunya. Aquesta espècie té una fenologia de la floració molt variable entre poblacions, ja que poden florir des de l'estiu tardà - tardor primerenca fins a la primavera següent depenent de la població. Es distingeixen dos grups de població, el de floració primerenca i el floració tardana. Les poblacions primerenques creixen, majoritàriament, a les localitats costaneres i floreixen des de setembre fins a novembre. Les poblacions tardanes creixen a les localitats d'interior i floreixen des de febrer fins a abril. En aquest treball es pretén millorar la comprensió sobre les diferències geogràfiques dels patrons de la fenologia floral entre les poblacions de G. alypum. Unes diferències que ja es manifesten al juliol, quan el desenvolupament floral es troba en els seus estadis preliminars. Alhora, en els mesos posteriors, l'increment del desenvolupament floral de les poblacions de G. alypum s'ha correlacionat positivament amb la temperatura mínima del mes de desembre. En aquest projecte també es pretén aprofundir en el coneixement sobre el desenvolupament floral d'aquesta espècie, descriure'n els diferents estadis i trobar un indicador adient per realitzar anàlisis estadístics. Uns aspectes gens banals tenint en compte la importància ecològica de la floració, sobretot en la seva sincronització amb el cicle vital dels pol·linitzadors així com en la seva importància adaptativa.En el presente proyecto se realiza un seguimiento del desarrollo floral de un arbusto de hoja perenne típico de los ambientes termófilos del oeste mediterraneo, Globularia alypum, en distintas localidades de Cataluña. Dicha especie tiene una fenología de la floración muy variable entre poblaciones, pues su floración varía desde finales de verano-principios de otoño hasta a la primavera siguiente en función de la población. A grandes rasgos se distingue entre el grupo de poblaciones de floración temprana y el grupo de floración tardana. Las poblaciones tempranas crecen, mayoritariamente, en las localidades de la costa y florecen desde septiembre hasta noviembre. Las poblaciones tardanas crecen en las localidades continentales y florecen desde febrero hasta abril. En este trabajo se pretende mejorar la comprensión sobre las diferencias geográficas de los patrones de la fenología floral entre las poblaciones de Globularia alypum. Unas diferencias que ya se manifiestan en julio, cuando el desarrollo aún se encuentra en sus estadios preliminares. En este trabajo también se ha encontrado una correlación positiva entre el incremento de fase del desarrollo floral y la temperatura mínima del mes de diciembre. Así mismo se pretende profundizar en el conocimiento sobre el desarrollo floral de la especie, describir sus distintos estadios y encontrar un indicador adecuado para realizar análisis estadísticos. Unos aspectos nada despreciables teniendo en cuenta la importancia ecológica de la floración, sobretodo en su sincronización con el ciclo vital de los polinizadores así como en su importancia adaptativa.In this project nine populations of G.alypum, a perennial shrub typical of western Mediterranean thermophilous shrublands, located in different localities of Catalonia, were surveyed for flowering phenology. This specie has a variable flowering phenology and flowering time spans from the late summer-early fall to the next spring depending on the populations. There are two groups of populations, early and late flowering. Early populations grow mostly on coastal localities and flowered from September to November. Late flowering populations grow in inland localities and flowered from February to April. In this project we pretend to improve the understanding about the geographical differences for patterns of flowering phenology between populations of G.alypum. Differences which appear in july, when floral development is at a preliminary stage. Also, in the following months, the floral development increasing of different populations of G. alypum correlated with minimal temperature of December. This project also aims to increase knowledge about floral development, describing the stages of development and find a suitable indicator to perform statistical analysis. Those aspects must not be underestimated considering the ecological importance of flowering, especially in its synchronization with pollinators as well as in its adaptive importance
Anàlisi del desenvolupament floral d'un arbust mediterrani, la Globularia alypum, en poblacions costaneres i continentals
No full textEn aquest projecte s'ha estudiat la fenologia de floració de nou poblacions de G.alypum, un arbust de fulla perenne típic dels ambients termòfils de l'oest de l'Àrea Mediterrània, situades en diferents localitats de Catalunya. Aquesta espècie té una fenologia de la floració molt variable entre poblacions, ja que poden florir des de l'estiu tardà - tardor primerenca fins a la primavera següent depenent de la població. Es distingeixen dos grups de població, el de floració primerenca i el floració tardana. Les poblacions primerenques creixen, majoritàriament, a les localitats costaneres i floreixen des de setembre fins a novembre. Les poblacions tardanes creixen a les localitats d'interior i floreixen des de febrer fins a abril. En aquest treball es pretén millorar la comprensió sobre les diferències geogràfiques dels patrons de la fenologia floral entre les poblacions de G. alypum. Unes diferències que ja es manifesten al juliol, quan el desenvolupament floral es troba en els seus estadis preliminars. Alhora, en els mesos posteriors, l'increment del desenvolupament floral de les poblacions de G. alypum s'ha correlacionat positivament amb la temperatura mínima del mes de desembre. En aquest projecte també es pretén aprofundir en el coneixement sobre el desenvolupament floral d'aquesta espècie, descriure'n els diferents estadis i trobar un indicador adient per realitzar anàlisis estadístics. Uns aspectes gens banals tenint en compte la importància ecològica de la floració, sobretot en la seva sincronització amb el cicle vital dels pol·linitzadors així com en la seva importància adaptativa.En el presente proyecto se realiza un seguimiento del desarrollo floral de un arbusto de hoja perenne típico de los ambientes termófilos del oeste mediterraneo, Globularia alypum, en distintas localidades de Cataluña. Dicha especie tiene una fenología de la floración muy variable entre poblaciones, pues su floración varía desde finales de verano-principios de otoño hasta a la primavera siguiente en función de la población. A grandes rasgos se distingue entre el grupo de poblaciones de floración temprana y el grupo de floración tardana. Las poblaciones tempranas crecen, mayoritariamente, en las localidades de la costa y florecen desde septiembre hasta noviembre. Las poblaciones tardanas crecen en las localidades continentales y florecen desde febrero hasta abril. En este trabajo se pretende mejorar la comprensión sobre las diferencias geográficas de los patrones de la fenología floral entre las poblaciones de Globularia alypum. Unas diferencias que ya se manifiestan en julio, cuando el desarrollo aún se encuentra en sus estadios preliminares. En este trabajo también se ha encontrado una correlación positiva entre el incremento de fase del desarrollo floral y la temperatura mínima del mes de diciembre. Así mismo se pretende profundizar en el conocimiento sobre el desarrollo floral de la especie, describir sus distintos estadios y encontrar un indicador adecuado para realizar análisis estadísticos. Unos aspectos nada despreciables teniendo en cuenta la importancia ecológica de la floración, sobretodo en su sincronización con el ciclo vital de los polinizadores así como en su importancia adaptativa.In this project nine populations of G.alypum, a perennial shrub typical of western Mediterranean thermophilous shrublands, located in different localities of Catalonia, were surveyed for flowering phenology. This specie has a variable flowering phenology and flowering time spans from the late summer-early fall to the next spring depending on the populations. There are two groups of populations, early and late flowering. Early populations grow mostly on coastal localities and flowered from September to November. Late flowering populations grow in inland localities and flowered from February to April. In this project we pretend to improve the understanding about the geographical differences for patterns of flowering phenology between populations of G.alypum. Differences which appear in july, when floral development is at a preliminary stage. Also, in the following months, the floral development increasing of different populations of G. alypum correlated with minimal temperature of December. This project also aims to increase knowledge about floral development, describing the stages of development and find a suitable indicator to perform statistical analysis. Those aspects must not be underestimated considering the ecological importance of flowering, especially in its synchronization with pollinators as well as in its adaptive importance
Influència del clima en la fenologia de la floració de Globularia alypum : anàlisi a partir de mostres d'herbari
No full textGlobularia alypum és un arbust termòfil típic de la regió oest del Mediterrani. Aquest nanofaneròfit té un patró de floració molt ampli. Les poblacions primerenques floreixen des del Juliol fins al Desembre i les poblacions tardanes des del Gener fins a l'Abril. L'objectiu del projecte és esbrinar quins factors climàtics determinen la fenologia de la floració de l'espècie a partir de mostres d'herbari i conèixer l'abast geogràfic d'ambdós patrons de floració a la península Ibèrica i França. També l'estudi d'altres característiques fenològiques en relació amb el clima: els braquiblasts i les espigues de capítols. Els plecs d'herbari han estat georeferenciats per ser utilitzats en un entorn SIG junt amb les dades del clima i s'ha realitzat una anàlisi estadística. El resultats mostren que les poblacions primerenques creixen majoritàriament en zones costaneres mentre que les tardanes ho fan en zones continentals. Les poblacions primerenques creixen en àrees on les temperatures (mitjana, mínima, màxima i mínima del mes més fred) són més altes que les tardanes per l'efecte temperador del mar. Al analitzar totes les poblacions, el nombre de mesos des de la transició floral es correlaciona negativament amb la temperatura mínima mensual i la temperatura mitjana mensual en tots els mesos, mentre que amb la temperatura màxima mensual entre Octubre i Abril. Al estudiar sols les poblacions tardanes les correlacions són similars, però no en les primerenques on no se'n troba cap. Les correlacions entre el nombre de mesos des de la transició floral i les variables climàtiques anuals són iguals, a més de trobar-se una correlació negativa amb la temperatura mínima del mes més fred i l'índex tèrmic, i positiva amb l'índex de continentalitat. No s'ha trobat cap diferència en presència de braquiblasts segons la població, però sí en les espigues de capítols, essent més freqüents en les poblacions primerenques. Es suggereix que la temperatura és un factor més determinant per a les poblacions tardanes, mentre que es desconeix si és la precipitació en les primerenques. Tampoc es té coneixement sobre si les diferències entre els dos patrons són genètiques o fenotípiques i quin mecanisme possibilita el desenvolupament de braquiblasts i espigues de capítols.Globularia alypum es un arbusto termófilo típico de la región oeste del Mediterráneo. Este nanofanerófito tiene un patrón de floración muy amplio. Las poblaciones tempranas florecen desde Julio hasta Diciembre y las poblaciones tardías desde Enero hasta Abril. El objetivo del proyecto es averiguar qué factores climáticos determinan la fenología de la floración de dicha especie a partir de muestras de herbario y conocer el alcance geográfico de ambos patrones de floración a la península Ibérica y Francia. También estudiar otras características fenológicas en relación con el clima: los braquiblastos y las espigas de capítulos. Los pliegos de herbario han sito georeferenciados para ser utilizados en un entorno SIG junto con los datos del clima y se ha realizado un análisis estadístico. Los resultados muestran que las poblaciones tempranas crecen mayoritariamente en zonas costaneras y las tardías lo hacen en zonas continentales. Las poblaciones tempranas crecen en áreas donde las temperaturas (media, mínima, máxima y mínima del mes más frío) son más altas que las tardías por el efecto regulador del mar. Al analizar todas las poblaciones, el número de meses desde la transición floral se correlaciona negativamente con la temperatura mínima mensual y la temperatura media mensual en todos los meses, mientras que la temperatura máxima mensual entre Octubre y Abril. Al estudiar sólo las poblaciones tardías las correlaciones son similares, pero no en las tempranas donde no se encuentra ninguna correlación. Las correlaciones entre el número de meses desde la transición floral y las variables climáticas anuales son iguales, y aparece una correlación negativa con la temperatura mínima del mes más frío y con el índice térmico, y positiva con el índice de continentalidad. No se ha encontrado ninguna diferencia en la presencia de braquiblastos según la población, pero sí en las espigas de capítulos, siendo más frecuentes en las poblaciones tempranas. Se sugiere que la temperatura es un factor más determinante para las poblaciones tardías, mientras que se desconoce si es la precipitación en las tempranas. Tampoco se tiene conocimiento sobre si las diferencias entre los dos patrones son genéticas o fenotípicas y qué mecanismo posibilita el desarrollo de braquiblastos y espigas de capítulos.Globularia alypum is a thermophile shrub typical of western Mediterranean region. This nanophanerophyte has a broad flowering pattern. Early populations flower from July to December and late populations flower from January to April. The aim of this project was to find out what climate factors determine the flowering phenology of the specie using herbarium specimens, and it would know the geographic scope of both flowering patterns in the Iberian Peninsula and France. Also, it studied other phenological characteristics in relation to climate: the brachyblast and spike of flower-heads. The herbarium specimen sheets were georeferenced to use in a GIS together with climate date and a statistical analysis was performed. The result showed that the early populations grow mostly in coastal localities whereas late populations grow in inland localities. The early populations grow in localities where temperatures (mean, minimum, maximum and mean minimum of the coldest month) are higher than the late for the sea regulator effect. When we analyzed all populations, the number of months since the floral transition were negatively correlated with monthly minimum temperature and monthly mean temperature in all months, whereas the monthly maximum temperature from October to April. Within late populations, there were similar correlations, but no in the early populations since there were not any correlation. The correlations between the number of months since the floral transition and annual climate variables were the same, and we found a negative correlation with the monthly minimum temperature of the coldest month and thermicity index, and a positive correlation with the continentality index. We found no differences in the presence of brachyblast depending on the population, but spike of flower-heads was more commonly in early populations. We suggest that the temperature is a determining factor for the late populations, while it is unknown if the precipitation is in the early. Neither is know if the differences between the two patterns are genetic or phenotypic and what mechanism enables the development of brachyblast and spike of flower-heads
Carbon and nitrogen balances for six shrublands across Europe
No full textShrublands constitute significant and important parts of European landscapes providing a large number of important ecosystem services. Biogeochemical cycles in these ecosystems have gained little attention relative to forests and grassland systems, but data on such cycles are required for developing and testing ecosystem models. As climate change progresses, the potential feedback from terrestrial ecosystems to the atmosphere through changes in carbon stocks, carbon sequestration, and general knowledge on biogeochemical cycles becomes increasingly important. Here we present carbon and nitrogen balances of six shrublands along a climatic gradient across the European continent. The aim of the study was to provide a basis for assessing the range and variability in carbon storage in European shrublands. Across the sites the net carbon storage in the systems ranged from 1,163 g C m−2 to 18,546 g C m−2, and the systems ranged from being net sinks (126 g C m−2 a−1) to being net sources (−536 g C m−2 a−1) of carbon with the largest storage and sink of carbon at wet and cold climatic conditions. The soil carbon store dominates the carbon budget at all sites and in particular at the site with a cold and wet climate where soil C constitutes 95% of the total carbon in the ecosystem. Respiration of carbon from the soil organic matter pool dominated the carbon loss at all sites while carbon loss from aboveground litter decomposition appeared less important. Total belowground carbon allocation was more than 5 times aboveground litterfall carbon which is significantly greater than the factor of 2 reported in a global analysis of forest data. Nitrogen storage was also dominated by the soil pools generally showing small losses except when atmospheric N input was high. The study shows that in the future a climate-driven land cover change between grasslands and shrublands in Europe will likely lead to increased ecosystem C where shrublands are promoted and less where grasses are promoted. However, it also emphasizes that if feedbacks on the global carbon cycle are to be predicted it is critically important to quantify and understand belowground carbon allocation and processes as well as soil carbon pools, particularly on wet organic soils, rather than plant functional change as the soil stores dominate the overall budget and fluxes of carbon
Phenology, biomass and community composition changes in European shrublands submitted to experimental warming and drought
No full textDescripció del recurs: el 18-08-2008A la part superior de la portada: CREAF. Unitat d'EcologiaConsultable des del TDXTítol obtingut de la portada digitalitzadaEsta tesis se ha desarrollado como parte del proyecto VULCAN (Vulnerabibilty assessment of shrubland ecosystems under climatic changes), un proyecto de investigación llevado a cabo en seis ecosistemas de matorrales europeos (Gales-Reino Unido, Dinamarca, Holanda, Hungría, Cerdaña-Italia y Catalunya-España), distribuidos en un gradiente de temperatura (8.2 - 15.6 ºC) y precipitación (511 - 1427 mm). En ella se han incluido datos recogidos durante el periodo 1999-2005. El objetivo global de la investigación fue el de aportar conocimientos y reducir incertidumbres acerca del funcionamiento de los matorrales europeos y del rol que pueden desempeñar éstos como fuente o sumidero de carbono bajo la perspectiva del cambio climático. En las parcelas de los diferentes países se instalaron novedosas manipulaciones experimentales para aumentar la temperatura y para reducir el agua disponible en campo, simulando los efectos del cambio climático previstos para las décadas futuras. En este trabajo se han estudiado los efectos de los tratamientos en la diversidad vegetal, en la productividad primaria aérea, así como en la fenología del crecimiento y en la elongación de ramas de las especies vegetales dominantes de los ecosistemas arbustivos europeos. Además en las parcelas experimentales de Garraf se investigó la sensibilidad de los procesos relacionados con la captación de carbono por la vegetación a nivel de hoja (fluorescencia, fotosíntesis, conductancia estomática) y se estudió la respuesta de la floración no primaveral de las dos especies arbustivas dominantes, Erica multiflora y Globularia alypum. Los efectos del cambio climático a nivel de ecosistema fueron complejos debido a la gran variabilidad de respuestas de las plantas a los tratamientos según las variables medidas, las especies, estaciones u años, sitios y periodos de experimentación. En Garraf, una zona que sufrió un incendio en 1994, encontramos una clara reducción en el número de especies por transecto en las parcelas de sequía respecto a las control, sin embargo no encontramos efectos similares en el resto de Europa lo que sugiere que la riqueza de especies en comunidades en proceso de recuperación después de una perturbación puede ser especialmente sensible al cambio climático respecto a otras comunidades en estadios más maduros. Concretamente, encontramos que los tratamientos de calentamiento y sequía redujeron la habilidad competitiva de Pinus halepensis (germinador obligado) frente a los arbustos rebrotadores y que la estrategia en el uso del agua pudo ayudar a G. alypum a mantener una posición dominante en las parcelas de sequía de Garraf. En los países con menor aridez las respuestas de la biomasa anual acumulada al calentamiento fueron más positivas sin embargo, el hecho de que también encontremos especies mediterráneas como E. multiflora que respondieron positivamente al calentamiento, junto con el hecho de que fenómenos extremos como la ola de calor Europea en 2003 redujeran la productividad primaria, matizan la hipótesis de que sea en los ecosistemas más fríos en los que el calentamiento global de lugar a una mayor absorción de carbono. Concretamente, la respuesta a los tratamientos de la biomasa a nivel de cubierta en Garraf pudo anularse debido a respuestas opuestas de las especies dominantes. En este estudio, el gradiente geográfico que dibuja los matorrales estudiados no determinó la sensibilidad de las especies al calentamiento ni la intensidad de la respuesta en lo que a fenología del crecimiento y elongación de ramas se refiere. La fenología del crecimiento de algunas especies mediterráneas fue tan sensible al calentamiento experimental (se avanzó) como algunas especies de distribución más septentrional. Aunque nuestro estudió mostró que la floración de E. multiflora y G. alypum, que tiene lugar en otoño-invierno, dependió en gran medida de la lluvia acumulada y su distribución durante el periodo primavera-verano, los tratamientos experimentales no afectaron esta variable. Estos resultados se explican en parte por la mayor variación de humedad que hubo entre años respecto a la diferencia de humedad que hubo entre las parcelas de sequía y controles.This PhD thesis has been developed as part of the VULCAN project (Vulnerabibilty assessment of shrubland ecosystems during climatic changes), a research project conducted in six European shrublands (Wales, United Kingdom, Denmark, Holland, Hungary, Italy-Cerdagne and Catalonia-Spain), distributed in a gradient of temperature (8.2 - 15.6 ° C) and precipitation (511 - 1427 mm). It includes data collected during the 1999-2005 period. The overall objective of the research was to provide knowledge and reduce uncertainties about the functioning of the shrublands and the role that they can play as a source or sink of carbon under the prospect of climate change. At each site, novel experimental manipulations were installed to increase the temperature and to reduce the water available in field, simulating the effects of climate change projected for the future decades. In this work we have studied the effects of treatments on plant diversity, aboveground primary productivity, as well as on the phenology of growth and on the shoot elongation of dominant species. In addition, in Garraf we investigated other processes at leaf level such fluorescence, photosynthesis, stomatal conductance and other at plant level such the response of the non-spring flowering species, Erica multiflora and Globularia alypum. The effects of climate change at the ecosystem level were complex because of the great variability of plant responses to treatment according to the variables, species, seasons or years, sites and periods of experimentation. In Garraf, an area which suffered a fire in 1994, we found a clear reduction in the number of species per transect on drought plots, but no similar effects were found in the rest of Europe, suggesting that communities in process of recovery after disturbance can be particularly sensitive to climate change compared to other communities in more mature stages. Specifically, we found that the experimental treatments reduced the competitive ability of the obligate seeder Pinus halepensis against native resprouter shrubs and that the water spender strategy of G. alypum may allow this species to maintain a dominant position in drought plots in Garraf. In sites with lower aridity, the responses of the annual accumulated biomass to warming were more positive. However, the fact that we found Mediterranean species such as E. multiflora responding positively to global warming, coupled with the fact that extreme events such as the European heat wave in 2003 reduced primary productivity, challenge the assumption that it is in colder ecosystems where global warming will result in a greater carbon sequestration. Specifically, opposite responses of the dominant species could cancel out a clear response of biomass accumulation at canopy level in Garraf. In this study, the geographical gradient did not determine the susceptibility of the species or the intensity of the response of the phenology of growth and shoot elongation to the warming treatment. The phenology of growth of some Mediterranean species was very responsive to warming treatment (mainly advances) as some species of northernmost distribution. The study also shows that although flowering of E. multiflora and G. alypum, which takes place in the autumn-winter, depended largely on the accumulated rainfall and its distribution during the spring-summer period, the experimental treatments did not affect this variable. These results are explained in part by the greater range of soil moisture between years than between drought and controls plots
Alteration of the phenology of leaf senescence and fall in winter deciduous species by climate change: effects on nutrient proficiency
No full textLeaf senescence in winter deciduous species signals the transition from the active to the dormant stage. The purpose of leaf senescence is the recovery of nutrients before the leaves fall. Photoperiod and temperature are the main cues controlling leaf senescence in winter deciduous species, with water stress imposing an additional influence. Photoperiod exerts a strict control on leaf senescence at latitudes where winters are severe and temperature gains importance in the regulation as winters become less severe. On average, climatic warming will delay and drought will advance leaf senescence, but at varying degrees depending on the species. Warming and drought thus have opposite effects on the phenology of leaf senescence, and the impact of climate change will therefore depend on the relative importance of each factor in specific regions. Warming is not expected to have a strong impact on nutrient proficiency although a slower speed of leaf senescence induced by warming could facilitate a more efficient nutrient resorption. Nutrient resorption is less efficient when the leaves senesce prematurely as a consequence of water stress. The overall effects of climate change on nutrient resorption will depend on the contrasting effects of warming and drought. Changes in nutrient resorption and proficiency will impact production in the following year, at least in early spring, because the construction of new foliage relies almost exclusively on nutrients resorbed from foliage during the preceding leaf fall. Changes in the phenology of leaf senescence will thus impact carbon uptake, but also ecosystem nutrient cycling, especially if the changes are consequence of water stress
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