El pino canario y las erupciones de cumbre vieja (1949, La Palma) : adaptación al volcanismo

Miranda García-Rovés, José Carlos (2017). El pino canario y las erupciones de cumbre vieja (1949, La Palma) : adaptación al volcanismo. Tesis (Doctoral), E.T.S.I. Montes (UPM) [antigua denominación].

Descripción

Título: El pino canario y las erupciones de cumbre vieja (1949, La Palma) : adaptación al volcanismo
Autor/es:
  • Miranda García-Rovés, José Carlos
Director/es:
  • Gil Sánchez, Luis
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2017
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Montes (UPM) [antigua denominación]
Departamento: Sistemas y Recursos Naturales
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

El pino canario lleva conviviendo con el volcanismo desde hace al menos 13,5 millones de años. Entre los daños más extendidos durante las erupciones se encuentran: la emisión de elementos nocivos como el mercurio; la acumulación y depósito de cenizas volcánicas que generan defoliación, pérdida de ramas y enterramiento de la vegetación; y el impacto de los piroclastos, que eliminan la copa y desgajan o causan heridas en los troncos. Ante este tipo de daños volcánicos, el pino canario dispone de la capacidad de rebrotar y de duraminizar la madera expuesta en las heridas. En primer lugar, se planteó el estudio de los efectos a medio y largo plazo de las emisiones nocivas de mercurio así como los daños de defoliación y traumatismo del tronco. Para ello se localizaron 4 pies supervivientes a la erupción de Hoyo Negro de 1949 en la isla de La Palma, se apearon y se extrajeron rodajas transversales. En ellas se analizaron las concentraciones de mercurio, y se realizaron análisis dendrocronológicos y de isótopos estables (carbono y oxigeno), para estudiar tanto la posible entrada de mercurio, como las respuestas anatómicas y fisiológicas a la perturbación volcánica. Por otro lado, se aproximaron los daños de defoliación y traumatismo en planta de 8 años, con el objetivo de estudiar la utilización de reservas y de nuevos fotoasimilados en el proceso de recuperación a corto plazo. Con este fin, se midieron las concentraciones de carbohidratos no estructurales en distintos órganos en momentos diferenciados de la recuperación, así como la determinación del ratio isotópico 13C/12C. De manera complementaria se tomaron mediciones de la eficiencia en el uso del agua y de tasas de crecimiento radial. Los resultados muestran los procesos que ocurren en el pino canario desde el momento de la erupción hasta la recuperación de los daños causados. Tras la erupción, en el pino canario se concatenan una serie de procesos: i) se detiene su crecimiento radial (entre 3 y 16 años), de manera que se disminuye el consumo de carbohidratos en un proceso que no aporta ventajas a la planta mientras esta no recupere cierto volumen de copa; ii) la secreción de resina y duraminización de las heridas abiertas evita la pérdida de agua y la entrada de xilófagos y patógenos iii) se movilizan las reservas que se encuentran mayoritariamente en las raíces (órgano poco dañado durante las erupciones). Durante la parada de crecimiento radial, los carbohidratos son invertidos en la recuperación de la copa, permitiendo el restablecimiento de la actividad fotosintética que restituye las reservas utilizadas. Una vez recuperado un determinado volumen de copa, reinicia el crecimiento radial, sin mostrar diferencias en los incrementos anuales, ni en la fisiología en los anillos posteriores a la erupción, comparados con los años previos a la misma. Del mismo modo, los crecimientos post-eruptivos tampoco muestran una mayor concentración de mercurio, aunque sí quedó registrado un aporte puntual el año de la erupción en las heridas del tronco. Es gracias a las estructuras y mecanismos que posee el pino canario (rebrote, duramen, parénquima axial, cese de crecimiento radial, almacén de almidón en las raíces) por los que es capaz de sobrevivir a las erupciones donde otras especies morirían, mostrando de esta manera su adaptación al volcanismo. ----------ABSTRACT---------- Canary Island pine has been living in areas suffering volcanic eruptions for at least 13.5 My. Among the most widespread damages during volcanic eruptions are those caused by toxic element emissions such as mercury, deposition and accumulation of ashes (which cause defoliation, branch loss and burial of vegetation), and the impact of pyroclats (which remove crowns and damage stems). Canary island pine can cope with such damages thanks to its ability to resprout and form dense traumatic heartwood around stem wounds. In the first place, I approached the study of the medium- and long-term effects of harmful mercury emissions as well as the defoliation and trauma of tree stem. For this purpose, four individuals that had survived the 1949 eruption in the native pine stand surrounding Hoyo Negro crater, La Palma Island (Canary Islands, Spain) were located and transverse slices were extracted. Mercury concentrations were determined and both dendrochronological and carbon and oxygen stable isotopes analyses were performed to study the potential entry of mercury and the anatomical and physiological responses to volcanic disturbance. In addition, 8 year old trees were subjected to experimental defoliation and stem damages with the aim of studying the use of reserves and new photoassimilates in the short term recovery process immediately after eruptive damages. To this end, non structural carbohydrates were measured in different tissues and carbon stable isotopes were determined. Samples were taken at different recovery stages during a year in needles stem and roots. Complementarily, radial growth and water use efficiency measurements were performed. The study results allowed for understanding the recovery process from the disturbance to the tree complete recovery. After the eruption damages Canary Island pine trees: i) ceased their radial growth for a period between 3 and 16 years, avoiding carbon utilization on an unnecessary activity on crown-less trees; ii) covered the open wounds with resin and formed traumatic heartwood around them in order to avoid water losses, xylophagous insect and fungus infections; iii) mobilized carbon reserves which are mostly found in the roots (probably due to the lower underground damages caused by eruptions). During the growth cessation period, the carbohydrates were invested in the recovery of crowns, allowing the restoration of the photosynthetic activity and the recovery of the used reserves. Once a certain crown volume was recovered, the individual also restored its growth. Post-eruptive ring growths showed no differences with pre-eruptive ones, and no physiological changes were observed. Likewise, mercury concentrations were similar in pre and post-eruptive wood, although a one-off contribution was recorded in the year of the eruption on the trunk wounds. Canary Island pine adaptations to volcanic eruptions included a series of structures and mechanisms: resprout, dense traumatic heartwood, axial parenchyma, radial growth cessation and reserve storage in roots, among others. These traits seem to allow Pinus canariensis to survive volcanic eruptions where other species would fail to do so.

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ID de Registro: 48145
Identificador DC: http://oa.upm.es/48145/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:48145
Depositado por: Archivo Digital UPM 2
Depositado el: 17 Oct 2017 07:21
Ultima Modificación: 16 Abr 2018 22:30
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