Efecto de la aplicación de claras y resalveo en monte bajo de roble (Quercus humilis) y encina (Quercus ilex L.) afectados por

sequías extremas

Introducción

La recurrencia de sequías extremas es una de las mayores perturbaciones potenciales asociadas al cambio climático en amplias zonas de clima mediterráneo. En este sentido, el estudio de los efectos de sequías recientes puede contribuir a diseñar estrategias para mitigar los efectos de estas perturbaciones. El año 2003 se produjo una fuerte sequía en toda la cuenca mediterránea, viéndose diferentes zonas boscosas de Cataluña especial- mente afectadas. Esta perturbación se materializó en la aparición de amplios procesos de defoliación y seca en encinares montanos de Cataluña —de alta densidad (arbórea y arbustiva) y pasados de turno— básicamente dominados por el roble pubescente (Quer-

cus humilis) y la encina (Quercus ilex subsp. ilex). Durante el año 2005 los episodios de sequía se repitieron, aunque con una intensidad menor. De este modo, la mortalidad in- ducida por este fenómeno provocó un aumento de la necromasa en pie la cual puede in- crementar el riesgo de incendio y la invasión de una gran cantidad de especies oportunis- tas. Para evitarlo y favorecer la regeneración del bosque, en otoño de 2005 se empezó a realizar una serie de tratamientos silvícolas en tres fincas en el municipio de Sant Pere de Torelló con un grado de afectación diferente: bajo (Pedroses), medio (el Castell) y severo (Vinyeta). Los trabajos se basaban en la corta de los pies secos y la selección de rebrotes, dejando un solo rebrote por cepa, en aquellos individuos rebrotados o no afectados por la sequía. De este modo, se pretendía reducir la densidad de pies muertos, disminuyendo la acumulación de necromasa en el rodal, permitiendo un mejor crecimiento de los vivos (disminución de la interferencia) y estimulando la rebrotada.

Los objetivos principales de este estudio han sido, en primer lugar, evaluar el impacto ecológico de los episodios de sequía del 2003 y el 2005 en la estructura y la dinámica de los bosques afectados y, en segundo lugar, valorar la respuesta de los encinares a los tra- tamientos aplicados según la intensidad de afectación por la sequía. Para cumplir el pri- mer objetivo, se ha cuantificado la mortalidad de encinas según el tamaño y la intensidad de sequía; en cuanto al segundo objetivo, se ha centrado en valorar en las parcelas en las que se realizaron claras y resalveos la estructura del estrato arbóreo (recubrimiento, densidad, área basal y diámetros), la dinámica del estrato arbustivo (altura, recubrimiento y diversidad) y el vigor de la rebrotada (número de rebrotes, altura y diámetro). También se ha estimado la cantidad de restos de tala producidos en las parcelas donde se ha aplicado los tratamientos.

Material y métodos

Para realizar el seguimiento, durante la primavera y el verano de 2006 se han instalado un total de 16 parcelas en tres fincas afectadas por la sequía (tabla 12): ocho en zonas no tratadas (dos en Vinyeta, tres en Castell y tres en Pedroses) y ocho en zonas donde se realizó la selección de rebrotes (dos en Vinyeta, tres en Castell y tres en Pedroses).

Tabla 12. Características de las tres fincas en las que se aplicaron los tratamientos silvícolas

FINCA Área (ha) Área talada (ha)

Altura (m) Orientación Pendiente (%) Máx. Mín. Vinyeta 177,65 0,5569 800 777 S 35-40 Pedroses 47,27 0,5787 797 743 S-SE 15-35 Castell 185,68 1,2805 842 792 SE-SO 25-50

Las parcelas en las cuales no se llevaron a cabo los tratamientos, se han situado en zonas de orografía y orientación similares a las parcelas de las zonas tratadas. Con el fin de tener unos valores orientativos de la cantidad de árboles secos y el tamaño de éstos, se ha medido los diámetros de ochenta individuos (diámetro normal, a 1,30 m de altura) seleccionados aleatoriamente y distinguiendo si se trataba de un árbol seco, medio vivo o vivo. También se ha determinado si ha habido rebrotada o no y qué tipo de rebrotada ha habido (no rebrotados, rebrotados de cepa, de copa o bien de cepa y copa) así como la altura del rebrote dominante de cada individuo medido. A partir de estos valores se ha obtenido el porcentaje de individuos secos, muertos y de pies secos además del diáme- tro equivalente y el diámetro medio de pies. Para determinar el estrato arbustivo se han realizado transectos para la caracterización del sotobosque midiendo qué especies se encontraban y qué altura tenían.

Las parcelas a las cuales se había aplicado la selección de rebrotes se han delimitado tomando una forma circular de 7-10 m de radio. Para evaluar el aspecto arbóreo según el tratamiento, se ha procedido al marcaje de los diferentes individuos de la parcela, di- ferenciándolos entre cepas y individuos en pie. Seguidamente se ha hecho un recuento de los nuevos rebrotes por individuo y se ha medido la altura, el diámetro basal del más alto así como los diámetros y las alturas medias. Para obtener datos sobre el aspecto del sotobosque, se han realizado cuatro transectos de 10 m en los cuales se ha medido la especie (o especies) y la altura. Finalmente, para determinar la cantidad de restos de tala se han delimitado cuatro parcelas cuadradas de 1 m de lado. Todos los restos de tala que se hallaban dentro de las parcelas se han extraído y se han pesado posteriormente con la ayuda de un dinamómetro.

Las fincas estudiadas presentaban diferentes grados de afectación. Aunque a simple vista ya se podía estimar si el grado de afectación de la finca era severo, medio o bajo, se relacionó este hecho con las características orográficas y edáficas comentadas en la tabla 13 y particulares de cada parcela.

Tabla 13. Intensidad de la seca en cada finca haciendo referencia a factores edáficos y oro- gráficos. Cada variable puede tener una incidencia baja (-), media (+) o severa (++) a la seca. En función de estos resultados se establece el grado de afectación total para cada finca

FINCA Afloramientos rocosos Pendiente Altura Orientación Intensidad seca

Pedroses - - - - Baja

Castell + + ++ + Media

Las características de la tala se han calculado a partir del porcentaje de pies, individuos cortados respecto al total y el área basal cortada (m2_{/ha) respecto al área basal inicial.}

Para comparar los efectos del tratamiento se han analizado varias variables antes y des- pués del tratamiento: el recubrimiento arbóreo, el diámetro medio de los pies (cm), la densidad y el área basal (m2_{/ha) anterior y posterior además de realizar las distribuciones}

diamétricas pertinentes. Los datos de sotobosque en ambas zonas se han basado en la diversidad (mediante el cálculo de la riqueza, el índice de Shannon y la equitatividad), la altura del sotobosque y el recubrimiento general. En cuanto a la cuantificación de los restos de corta además de la altura y el recubrimiento se ha calculado el peso y el volu- men.

Para comparar los datos en las diferentes zonas de muestreo se han utilizado los tests estadísticos idóneos en cada caso. El análisis de la varianza (Anova) ha sido uno de los tests más utilizados para comparar la mayoría de variables. Pero hay dos excepciones. Para evaluar el tipo de rebrotada según la zona, se ha elaborado una tabla de contingen- cia a partir de la cual se ha realizado el test de la χ2_{. Para comparar el número de rebrotes}

con el área basimétrica del individuo, se ha realizado una regresión lineal simple para cada intensidad de afectación de la seca (baja, media o severa).

Resultados

1. Impacto de la sequía sobre el encinar

En el conjunto de la Serra de Bellmunt la seca de encinas ha sido del 27,35 ± 9,21% de los individuos, con un porcentaje de pies afectados del 33,86 ± 9,21% y un promedio de mortalidad del 3,91 ± 1,80%. Asimismo, los valores han sido muy variables en las tres zonas de afectación diferente.

El porcentaje de individuos muertos, secos y de pies secos presentan diferencias signi- ficativas según la intensidad de la seca, en cambio no ha habido diferencias respecto al porcentaje de individuos medio vivos (tabla 14). Así pues, la finca afectada más severa- mente (Vinyeta) presenta un mayor porcentaje de individuos muertos y secos respecto a las zonas de afectación media y baja que alcanzan unos valores similares (figura 9a y 9b). En cuanto al porcentaje de pies secos se han observado diferencias entre las tres fincas siendo la más afectada la que presenta más pies secos seguida por la de afectación media y finalmente por la de afectación baja (figura 9c).

Tabla 14. Análisis de la varianza del porcentaje de individuos muertos, secos, medio vivos y de pies secos respecto a la intensidad de la seca, determinado mediante la F de Fisher y el P-valor. Coeficiente de variación p=0,05

Factor Individuos muertos (%) Individuos secos (%) Individuos medio

vivos (%) Pies secos (%) F-valor p-valor F-valor p-valor F-valor p-valor F-valor p-valor Intensidad

Figura 9. Gráficos de la media ± el error estándar de los efectos de la seca en función de la intensidad de ésta, baja (Pedroses), media (el Castell) y severa (Vinyeta) sobre: a) porcentaje de individuos muertos, b) porcentaje de individuos secos, y c) porcentaje de pies secos. Las letras diferentes indican diferencias significativas

Individuos muertos (%) Intensidad seca Individuos secos (%) Pies secos (%) Intensidad seca Intensidad seca

Se puede pensar que el diámetro de los diferentes individuos, así como los pies, pueden influenciar en los efectos comentados de la seca. Así, se ha realizado un análisis de la va- rianza de dos factores (la intensidad de la seca y el estado de las encinas según el diáme- tro) observando que hay diferencias significativas entre los diámetros equivalentes de las zonas afectadas con una diferente intensidad y entre los diámetros equivalentes de los in- dividuos con un estado diferente, mientras que no se observan diferencias entre la interac- ción de los dos factores (tabla 15). Por lo tanto, en las fincas afectadas más intensamente (Vinyeta y Castell) se encuentran individuos de diámetros equivalentes superiores que los de la parcela de intensidad más baja (Pedroses) (figura 10a). En cuanto a los diámetros según el estado del individuo se observa que las encinas que tienen un diámetro superior son aquellas que están medio secas, es decir, que tienen pies vivos y secos; y que las encinas completamente secas presentan diámetros similares a las vivas (figura 10b).

Tabla 15. Análisis de la varianza de dos factores, del diámetro equivalente (cm), el diáme- tro de los pies (cm) y el número de pies por individuo respecto la intensidad de la seca, el estado y la interacción estado * intensidad, determinado mediante la F de Fisher y el P-valor. Coeficiente de variación p=0,05

Factor Diámetro equivalente (cm) Diámetro pies (cm) Núm. de pies F-valor p-valor F-valor p-valor F-valor p-valor Intensidad seca 15,05 0,0003 10,04 0,0041 3,26 0,0669 Estado 9,60 0,0021 12,75 0,0051 15,10 0,0003 Estado * Intensidad seca 1,41 0,2793 1,59 0,2513 1,91 0,1613 16 12 8 4 0

baja media severa

a a b A 80 60 40 20 0

baja media severa a a b B 80 60 40 20 0

baja media severa a

b

Figura 10. Gráficos de la media ± el error estándar del diámetro equivalente (cm) según: a) la intensidad de la seca en la zona donde se encuentran, y b) el estado de los individuos. Las diferentes letras indican diferencias significativas

Para entender la importancia del diámetro equivalente en el estado del individuo debe- mos fijarnos en el número de pies por individuo de los mismos. Así, se ha realizado un análisis de la varianza de esta variable respecto las variables independientes (estado y intensidad) y se ha observado que el número de pies varía únicamente según el estado del individuo, siendo mayor en los individuos medio secos (tabla 15, figura 11).

Figura 11. Gráfico de la media ± el error estándar del número de pies por individuo según el estado de los individuos. Las letras diferentes indican diferencias significativas

Diámetr

o equivalente (cm)

Diámetr

o equivalente (cm)

Intensidad seca Estado

En cuanto a la media diametral de los diferentes pies se han observado diferencias sig- nificativas respecto la intensidad y el estado, pero no respecto a la interacción (tabla 15). Por lo que respecta a los cambios según la intensidad se ha observado que las fincas afectadas más severamente tienden a presentar diámetros superiores (figura 12a). Por otro lado, los pies secos presentan un diámetro significativamente inferior que los vivos (figura 12b). 20 16 12 8 4 0

baja media severa b a a A 20 15 10 5 0

medio seco seco vivo b a a B N pies/individuo Estado 4 3 2 1 0

medio seco seco vivo b

Figura 12. Gráfico de la media ± el error estándar del diámetro de los pies (cm) según a) la intensidad de la seca, y b) el estado de los pies. Las letras diferentes indican diferencias significativas

La rebrotada en las parcelas de estudio ha sido de cepa o bien de cepa y copa. Los individuos que solo han rebrotado de copa (un par en la finca de Pedroses) han sido tan escasos que no se han tenido en cuenta al realizar el análisis estadístico. Así, tal y como se muestra en la tabla 16 en la tres zonas ha habido un mayor porcentaje de individuos rebrotados únicamente de cepa que de cepa y copa (entre cincuenta y setenta ante el 30 y 50% respectivamente).

Tabla 16. Porcentaje medio de individuos que rebrotan de cepa y de cepa+copa respecto a la rebrotada total según la intensidad de la zona donde se ubiquen

Intensidad seca Cepa + copa (%) Cepa (%) Baja 32,32 ± 18,38 67,68 ± 18,38 Media 47,43 ± 11,88 52,57 ± 11,88 Severa 34,39 ± 6,09 65,61 ± 6,09

Media 38,05 ± 4,73 61,95± 4,73

Es interesante observar si se aprecian cambios determinantes entre la intensidad de la seca y el tipo de rebrote. Como se trata de dos variables cualitativas se ha realizado un test de la χ2 _{el cual, con un p-valor de 0,5759 y una χ}2 _{de 1,10 denota que no hay diferen-}

cias significativas entre el tipo de rebrote (de cepa o bien de cepa y copa) y la intensidad de la seca. Para interpretar el tipo de rebrotada, se han buscado las variaciones según el diámetro del individuo y la altura del rebrote más alto. Asimismo, no se observan dife- rencias significativas en el diámetro de los individuos ni tampoco en lo que respecta a la altura del rebrote más alto, la cual oscila entre los 60 y los 100 cm (tabla 17).

Estado Diámetr o pies (cm) seco vivo 12 10 8 6 4 2 0 Intensidad seca Diámetr o pies (cm)

baja media severa b 12 10 8 6 4 2 0 a b a A a b B

Tabla 17. Análisis de la varianza de dos factores, del diámetro equivalente (cm) y la altura del rebrote más alto (cm) respecto a la intensidad de la seca y el tipo de rebrote, determinado mediante la F de Fisher y el P-valor. Coeficiente de variación p=0,05

Factor

Diámetro equivalente (cm)

Altura del rebrote más alto (cm)

F-valor p-valor F-valor p-valor Intensidad seca 15,05 0,0200 2,29 0,1522 Tipo de rebrotada 0,01 0,9379 0,10 0,7541 Tipo rebrotada * Intensidad

seca 0,39 0,6887 0,17 0,8440

2. Efectos de los clareos en la rebrotada de la encina y el sotobosque

En cuanto a los tratamientos aplicados en las fincas afectadas, éstos han supuesto una corta del 63,20 ± 9,56% de encinas respecto al total de individuos y un 82,89 ± 4,82% de pies respecto al total de pies suponiendo, así, una corta del 79,69 ± 7,03% del área basal inicial. Los tratamientos, no obstante, no se han aplicado con la misma intensidad para todas las fincas. Así, mediante un análisis de la varianza de las variables anteriores según la intensidad de la seca se observa que tanto el porcentaje de pies cortados como el área basal cortada presentan diferencias significativas, en cambio, el porcentaje de individuos cortados no cambia según la zona (tabla 18).

Tabla 18. Análisis de la varianza de un factor de los pies cortados (%), individuos cortados enteros (%) y área basal cortada (%) según la intensidad de la seca, determinado mediante la F de Fisher y el P-valor. Coeficiente de variación p=0,05

Factor Pies cortados (%) Individuos cortados enteros (%) Área basal cortada (%) F-valor p-valor F-valor p-valor F-valor p-valor Intensidad

seca 6,26 0,0435 5,17 0,0606 8,77 0,0232

En el caso de los pies cortados, se ha observado una cierta tendencia al aumento a medida que se incrementa la intensidad de la seca (figura 13a). En cuanto al área basal cortada se observa que en las fincas con una seca más intensa se les ha cortado un por- centaje mayor del área basal que no en la finca de baja intensidad (figura 13b).

Ár

ea basal cortada (%)

Pies cortados (%)

Figura 13. Gráfico de la media ± el error estándar de porcentaje de a) pies cortados, y b) área basal cortada; según la intensidad de la seca. Las letras diferentes indican diferencias significativas

En cuanto a la rebrotada en las parcelas donde se han aplicado los clareos, es interesan- te saber si la intensidad de la seca y el tipo de tala aplicada en cada encina (tala del indi- viduo entero o solo de algún pie) influyen en las características de la rebrotada (número de rebrotes, altura media y del rebrote más alto; y diámetro medio y del rebrote más alto). Así, a partir de un análisis de la varianza con estos dos factores sobre las variables de- pendientes consideradas se ha observado que el número de rebrotes, la altura máxima y la altura media toman diferencias significativas según la intensidad de la seca, el diámetro medio varía según el tipo de tala aplicada y el diámetro del rebrote más alto no muestra diferencias significativas para ninguno de los factores (tabla 19).

Tabla 19. Análisis de la varianza de dos factores (la intensidad y la tala) respecto al número de rebrotes, la altura del rebrote más alto (cm), el diámetro del rebrote más alto (mm), la al- tura media (cm) y el diámetro medio (mm), determinado mediante la F de Fisher y el P-valor. Coeficiente de variación p=0,05 Factor Núm. rebrotes Altura del rebrote más alto (cm) Diámetro del rebrote más alto (mm) Altura media (cm) Diámetro medio (mm) F-valor p-valor F-valor p-valor F-valor p-valor F-valor p-valor F-valor p-valor Intensidad

seca 10,14 0,0039 5,58 0,0236 1,05 0,3849 5,15 0,0290 1,79 0,2167 Tala individuo 2,82 0,1241 0,99 0,3440 2,48 0,1466 0,10 0,7534 5,10 0,0475

Tala *

Intensidad 2,39 0,1418 2,82 0,1070 2,11 0,1719 4,03 0,0519 3,48 0,0714

En el caso del número de rebrotes por individuo las fincas con una afectación más inten- sa toman unos valores similares e inferiores que la finca de intensidad baja (figura 14a). En cuanto a la altura del rebrote más alto y la altura media se aprecia una tendencia a reducir con la severidad de seca (figura 14b, 14c). Finalmente, el diámetro medio de los rebrotes varía según la tala, siendo superior en aquellos individuos que han sido cortados completamente (no se ha dejado ningún pie derecho) (figura 14d).

Intensidad seca Intensidad seca

b 120 100 80 60 40 20 0

baja media severa

a a b A 120₁₀₀ 80 60 40 20 0

baja media severa b

a a

Tala del individuo Figura 14. Gráfico de la media ± el error estándar de a) el número de rebrotes por individuo, b) la altura del rebrote más alto (cm), c) la altura media (cm) según la intensidad de la seca, y d) del diámetro medio (mm) según la tala aplicada. Las letras diferentes indican diferencias significativas Altura media (cm) N r ebr otes Altura r ebr ote más alto (cm) Diámetr o medio (mm) Intensidad seca Intensidad seca Intensidad seca 60 50 40 30 20 10 0

baja media severa b a a A ₈₀ 60 40 20 0

baja media severa b a a B 40 30 20 10 0

baja media severa b a a C _3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0

algunos pies individuo entero b a

D

Para relacionar la rebrotada con el diámetro de los individuos cortados se ha realizado una recta de regresión lineal según la finca afectada que relacione el número de rebrotes con el área basimétrica de cada individuo cortado y rebrotado. Tal y como se observa en la figura 15, los coeficientes de determinación son moderados con un p-valor inferior a 0,05 indicando en todos los casos que las regresiones respectivas son significativas. Se puede observar una tendencia al aumento del número de rebrotes a medida que el área basimétrica cortada es mayor. La finca menos afectada es donde la relación entre el número de rebrotes y el área cortada crece más rápidamente y se logran unos valores más altos; las otras dos fincas presentan unos valores más bajos y unas tendencias de pendiente similar.

Figura 15. Regresión entre el área basimétrica cortada y rebrotada (m2_{/ha) y el número de} rebrotes de cada individuo en las fincas tratadas de intensidad baja, media y severa. Para las fincas de intensidad baja N. rebrotes = 0,1089*AB + 26,444 (R2=0,3323, P < 0,0001), en las de intensidad media N. rebrotes = 0,0432*AB + 19,108 (R2=0,1143, P= 0,0034) y en las de intensidad severa N. rebrotes=0,0413*AB + 14,900 (R2=0,2035, P= 0,0035)

Además de los efectos sobre el estrato arbóreo, la intensidad de sequía ha afectado sig- nificativamente diferentes características (altura, diversidad, riqueza y equitatividad) del sotobosque (tabla 20). Tal y como se muestra en la figura 16 se observa una menor altura en la zona más afectada (Vinyeta) mientras las zonas con una sequía media (el Castell) presentan una altura similar a las de baja afectación (Pedroses) (figura 16d). En cuanto a la diversidad de especies del sotobosque, tanto ésta como sus componentes (riqueza y equitatividad) ha sido mayor en las zonas más afectadas por la sequía (Castell y Vinyeta) respecto a la zona con menos daños (Pedroses) (figura 16a, 16b y 16c).

Tabla 20. Análisis de la varianza de dos factores, la intensidad y el tratamiento respecto el recubrimiento (%), la altura (cm), el índice de Shannon, la riqueza y la equitatividad, determi- nado mediante la F de Fisher y el P-valor. Coeficiente de variación p=0,05

Factor

Recubrimiento

(%) Altura (cm)

Índice de

Shannon Riqueza Equitatividad F-valor p-valor F-valor p-valor F-valor p-valor F-valor p-valor F-valor p-valor