Influencia de la luz y la sequía estival en la respuesta funcional de brinzales de Quercus petraea (Matt.) Liebl. y Quercus pyrenaica Willd. : implicaciones para la regeneración

Abstract

El estudio de las respuestas funcionales de brinzales de roble albar (Q. petraea) y melojo (Q. pyrenaica) a la disponibilidad de luz y agua constituye la base para un buen conocimiento de su capacidad de regeneración. En el desarrollo de esta tesis se ha evaluado la capacidad de aclimatación a la luz y la influencia en la respuesta a la sequía estival, de brinzales de las dos especies. Para ello se ha realizado un experimento en invernadero en ausencia de estrés hídrico en el que se ha estudiado la capacidad de aclimatación a la luz a corto y a largo plazo, y se han realizado varias plantaciones en sitios próximos al “Hayedo de Montejo” (NE de Madrid) con diferente cobertura arbórea, examinando la evolución de diversos parámetros ambientales y funcionales a lo largo del verano y la supervivencia durante los 3-4 primeros años. En invernadero, las hojas de los brinzales de roble albar tuvieron mayor superficie específica e individual, mayor concentración de clorofila, y mayor proporción de nitrógeno invertido en componentes del aparato fotosintético que las de melojo; en condiciones de elevada iluminación crecieron más rápidamente que los brinzales de melojo, invirtiendo menos biomasa en raíces y mostrando un patrón arquitectural más eficiente en la captación de luz. Sin embargo, en el campo la supervivencia de melojos fue igual o mayor que la de robles albares en un amplio rango de ambientes lumínicos, probablemente porque la variación de la luz disponible para las plantas estuvo asociada a la variación de su estado hídrico. La humedad del suelo en verano fue mayor en zonas aclaradas de pinares de silvestre que en claros, o zonas sin aclarar con una elevada densidad de pinos, donde además, el desarrollo de las plantas fue escaso. Ambas circunstancias contribuyeron a que el mayor grado de estrés hídrico de los brinzales se produjese en las zonas no aclaradas, y a que la supervivencia fuese mayor en las parcelas establecidas bajo los pinares aclarados. No se detectaron diferencias entre las dos especies en el estado hídrico, pero los brinzales de melojo siempre mantuvieron tasas de intercambio gaseoso más altas en todos los ambientes; sus hojas mostraron una eficiencia en el uso del agua menor que las de roble albar al final del verano. Los resultados demuestran que las dos especies tienen requerimientos ecológicos diferentes en la etapa de plántula, y apuntan a una mayor capacidad del melojo para regenerarse en ambientes submediterráneos. ABSTRACT The ecophysiological responses of seedlings to light and water resources can be a useful tool to approaching their regeneration performance. The present PhD Thesis addresses the light acclimatory responses of seedlings of sessile oak (Q. petraea) and pyrenean oak (Q. pyrenaica) to light in a glasshouse, and the role of light in modifying waterstress responses and initial survival of seedlings planted in sites of contrasting canopy cover in a sub-Mediterranean mid-mountain field site. Results at both leaf and plant level under glasshouse conditions pointed to a more competitive ability to light in seedlings of sessile oak. They had larger leaves with more specific area and higher nitrogen proportion in photosynthetic components than pyrenean oak’ leaves, which all support its higher growth in low and high light (5.3 vs 70 % of full sunlight). In high light, seedlings of sessile oak showed a more efficient pattern of growth in terms of light capturing, with longer internodes and lesser number of basal sprouts resulting in reduced self-shading compared to pyrenean oak. Survival was though similar or lower in sessile oak than in pyrenean oak in several plantations carried out in gaps, clearings and Scots pine stands close to a beech-oak forest in Montejo de la Sierra (NE Madrid, Spain). This could be so because variation of understory light availability generated by the distinct canopy-tree densities was related to the variation of seedlings’ water status. Summer soil moisture was higher in thinned areas of Scots pine forests than in un-thinned areas, gaps or clearings. Both lower soil moisture and plant development likely translated into the highest degree of water stress found in understory seedlings. Survival was highest in thinned areas in all plantations compared to un-thinned areas, gaps or clearings. There was barely any difference between the two species in leaf water potentials across plantations, either at dawn or midday, supporting a similar water-avoidance capacity. However, seedlings of pyrenean oak had higher foliar gas exchange rates along the summer dates, its leaves being less efficient in using water at the end of summer, the period of maximum water stress. The results demonstrate that seedlings’ ecological requirements differ between the two oaks, pointing to a better ability of Q. pyrenaica to regenerate in sub-Mediterranean environments.