| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| THE DETERMINANTS OF NATURALIZATION AND IMPACTS OF EXOTIC TREES | | Autor/a | Romero Blanco, Alberto | | Departamento | Ciencias de la Vida | | Director/a | Castro Díez, María del Pilar | | Codirector/a | Alonso Fernández, Álvaro | | Fecha de depósito | 10-07-2024 | | Periodo de exposición pública | 10 a 24 de julio de 2024 | | Fecha de defensa | Sin especificar | | Modalidad | Presencial | | Programa | Ecología, Biodiversidad y Cambio Global (RD 99/2011) | | Mención internacional | No | | Resumen | Diversas especies de árboles exóticos se han introducido ampliamente por todo el mundo debido a la gran diversidad de servicios ecosistémicos que proveen a las poblaciones humanas. No obstante, algunas de esas especies han sido capaces de naturalizarse en los ecosistemas receptores, propagarse y causar graves impactos sobre las especies nativas y el funcionamiento y los servicios de los ecosistemas. Esto ha suscitado un interés por identificar los factores que favorecen la naturalización y determinan la direccionalidad y la magnitud de los efectos provocados por los árboles exóticos con el objetivo de prevenir la futura naturalización de nuevas especies exóticas y de mejorar la gestión de los impactos que causan las especies ya naturalizadas. Algunos de los factores más destacados suelen ser los rasgos funcionales de las especies exóticas y el grado de similitud respecto a los de las especies nativas, el parentesco filogenético entre los árboles exóticos y los nativos, las características abióticas de los ecosistemas receptores y los factores antropogénicos, entre otros. Sin embargo, la influencia relativa de estos factores puede oscilar significativamente cuando se analizan individualmente o en conjunto, o cuando se abarcan diferentes escalas espaciales. Por desgracia, los análisis que evalúan el papel de varios factores a la vez y sus interacciones en la naturalización y los impactos de los árboles exóticos son todavía escasos. Por ello, a través de cuatro capítulos, esta tesis doctoral pretende dresentañar qué factores son los que principalmente influyen sobre la naturalización y el tipo de impactos de los árboles exóticos analizando varios factores en conjunto y sus interacciones.
En el Capítulo 1 comparamos la estructura funcional y filogenética de los conjuntos de árboles naturalizados y nativos en las regiones de tipo mediterráneo (RTM). Además, analizamos si el uso socioeconómico que reciben los árboles naturalizados (forestal, restauración u ornamental) afectaba a su estructura funcional y filogenética. Para ello, definimos y comparamos los espacios funcionales de los conjuntos de árboles naturalizados y nativos en todas las RTMs y en cada RTM, y los espacios funcionales de los conjuntos de árboles naturalizados con diferentes usos socioeconómicos. También calculamos las distancias filogenéticas entre esos conjuntos. Encontramos que los espacios funcionales de los árboles naturalizados y nativos solapaban en gran medida, lo que sugiere que los árboles naturalizados exitosos poseen adaptaciones similares a los de las nativas que les permiten superar los filtros abióticos de las RTM. Sin embargo, dentro de ese espacio funcional, los árboles naturalizados tendieron a concentrarse en regiones vinculadas a estrategias ecológicas de adquisición de recursos, mientras que los nativos mostraron con mayor frecuencia estrategias de conservación de recursos. Esta divergencia insinúa que los árboles naturalizados pueden medrar en estas regiones explotando diferentes nichos que las nativas y reduciendo la competencia con ellas. Por el contrario, no encontramos diferencias en la estructura filogenética entre árboles naturalizados y nativos y los usos socioeconómicos no influyeron sobre la estructura funcional y filogenética de los árboles naturalizados.
En el Capítulo 2 consideramos varios factores bióticos (rasgos funcionales de árboles exóticos y nativos y las relaciones funcionales y filogenéticas entre ellos), abióticos (factores climáticos), antropogénicos (densidad de población humana) y sus interacciones para discernir cuáles explicaban en mayor medida la heterogeneidad de impactos de los árboles exóticos sobre seis servicios ecosistémicos de regulación (SER) a escala global. Aplicando árboles de regresión, encontramos que los predictores climáticos fueron los principales determinantes de los impactos de los árboles exóticos. En climas benignos (es decir, con temperaturas elevadas y estables y precipitaciones con baja estacionalidad) los árboles exóticos tendieron a aumentar los SER, mientras que, en regiones con climas más severos, los impactos fueron menos positivos o, incluso, negativos. La densidad de población humana también contribuyó a explicar un porcentaje relativamente elevado de la variación en los impactos, de manera que los árboles exóticos generaron efectos más positivos sobre los RES en las regiones más densamente pobladas. Por el contrario, los rasgos funcionales tuvieron una importancia menor.
En el Capítulo 3 llevamos a cabo una serie de bioensayos de laboratorio durante siete días para evaluar los efectos ecotoxicológicos de tres concentraciones de extractos acuosos foliares de 15 especies de árboles sobre la mortalidad y comportamiento del caracol acuático Potamopyrgus antipodarum. Asimismo, analizamos si el hábito foliar (caducifolias vs perennifolias) y el origen geográfico de los árboles (nativas vs exóticas tomando España como región de referencia) modulaban los efectos de los extractos foliares. Los caracoles sometidos a las concentraciones más elevadas tardaron más tiempo en reaccionar y se desplazaban más lentamente. Los extractos de los árboles caducifolios fueron los principales causantes de los efectos observados, mientras que los efectos de los extractos de las especies perennifolias no difirieron de los de los controles. Esto pudo deberse a la mayor concentración de sustancias tóxicas en los extractos caducifolios, como fenoles o zinc, y a su mayor capacidad de alterar las propiedades fisicoquímicas del medio acuático. En cambio, el origen geográfico de los árboles no afectó a los resultados observados, indicando que los efectos de los extractos foliares son dependientes de su composición química específica.
También utilizamos los extractos foliares de esas mismas 15 especies de árboles para analizar sus efectos sobre la respiración microbiana del suelo en el Capítulo 4, y cómo el hábito foliar y el origen geográfico influían en dichos efectos. En este caso, utilizamos cinco concentraciones de extracto y los experimentos se extendieron durante 14 días. Observamos que la respiración microbiana aumentó significativamente en las tres concentraciones más elevadas en comparación con los controles. Nuevamente, los extractos caducifolios fueron los responsables de estos efectos, probablemente por su mayor concentración de nutrientes en comparación con los extractos perennifolios. El origen geográfico volvió a no tener influencia sobre los efectos de los extractos foliares, sugiriendo que, también en este caso, es más importante la composición química específica de los extractos que el origen geográfico de las especies.
Esta tesis doctoral demuestra que la importancia relativa de los factores aquí evaluados varía en función de la etapa de invasión y de la escala espacial abarcada. Mientras que la similitud funcional entre árboles naturalizados y nativos es el factor más importante en la fase de naturalización, el tipo de impacto de los árboles exóticos está más determinado por el clima, la densidad de población humana o los rasgos funcionales de los árboles exóticos. No obstante, los dos primeros factores ejercen una influencia mayor sobre los impactos de los árboles exóticos a una escala espacial global, mientras que los rasgos funcionales destacan a escalas más pequeñas. |
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