Post on 28-Jun-2020
1
La resposta dels ecosistemes pastorals de les muntanyes mediterrànies al canvi climàtic
M. Teresa Sebastiài Grup d’Ecologia Funcional i Canvi Global
Centre Tecnològic Forestal de Catalunya - UdL
Esbós…
•Prats i pastures•Amenaces a la Mediterrània•¿Per què les muntanyes?•¿Per què ens ha de preocupar?•Una ullada més de prop al model…•En resum…
Els prats i pastures són sistemes semi-naturals amb vegetació predominant de
gramínies, jonces, fòrbies, mates i arbustsModificat de l’American Rangeland Society
Prats i pastures
Climatic gradient
de Bello, Leps & Sebastià 2007 J.Veg.Sci.
Semi-aridMAP 325MAT 15PET 844
HumidMAP 952MAT 7PET 463
Amenaces a la Mediterrània
Escalfament
2002
1922
Millenium Ecosystem Assessment 2005Svalbard (Norway) - Greenpeace
2
Diversitat de flora, fauna i biomes lligada al relleu complex a la Mediterrània
La Mediterrània ha estat molt humanitzada des de temps remots
Canvi d’ús
CLUE – Land Research Institute
Filtres ambientals
de Bello 2005 tesi doctoral
El canvi climàticThomas et al. 2004 Science
El canvi d’úsSala et al. 2000 Science
Motors del canvien la biodiversitat
Interacció?
¿Per què les muntanyes?
Gran extensió a la MediterràniaGran proporció de zones protegidesMolts canvis socio-econòmicsMolt vulnerables al canvi climàtic
Les espècies i els ecosistemes són molt vulnerables als marges de llur distribució
La darrera dècada ha estat la més càlida dels darrers 500 anys
Els organismes estan canviant llurs distribucions sota condicions de canvi climàtic
Les espècies i els ecosistemes de muntanya tenen capacitat limitada per ascendir
Els ecosistemes de muntanya estan molt amenaçats pel canvi climàtic
3
Les pastures de muntanya mediterrània es troben al marge de distribució del bioma dels
prats semi-naturals Eurasiàtics
¿Per què ens ha de preocupar?
GHGincrease
Land usechange
Globalwarming
Resourceshifts
Driv
ers
of c
hang
eR
espo
nses
acr
oss
scal
es
Humansocieties
Goo
ds &
Ser
vice
s
Global Change
Species composition
FT and trait pool
Community structure
Regional processes
Ecosystem function
Filters
Chapin et al. 1997 ScienceSala et al. 2000 ScienceThomson et al. 2004 Sciencede Bello et al. 2006 EcographyRaupach et al. 2007 PNAS
Una ullada detallada al model …
Species composition and diversity
Climate Land use
Biotic functional traits
Ecosystem processes
Regional processes
Ecosystem goods & services
Species composition and diversitySpecies composition
and diversity
Canvi climàtic:Experiments de transplantament
Sebastià 2007 J.Appl.EcolSebastià, Kirwan & Connolly in press J.Veg.Sci.
4
¿Capacitat de resiliència?
Within Upland Within Lowland Upland vs. Lowland
0.0
0.5
1.0
Dis
sim
ilarit
y in
dex
Sebastià, Kirwan & Connolly in rev. J.Veg.Sci.
Festuca Carex Euphorbia Achillea Potentilla0
5
10
15
20
25
30Location
UplandLowland
Species
Rel
ativ
e bi
omas
s (%
)
(*) (*)
(*)
*
Sebastià, Kirwan & Connolly in press J.Veg.Sci.
Vaques o Ovelles?
CattleSheep Paired PooledTreatment
Veg
etat
ion
diss
imila
rity
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Pooled All
Sebastià et al. in press Appl.Veg.Sci.
-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
Potentilla neumannianaTrifolium pratense
Anthyllis vulneraria
Cirsium acaule
Koeleria macrantha
Briza media
Festuca ovina
Eryngium bourgatii
Trifolium repens
Thymus nervosus
Galium verumCarex caryohpyllea
Plantago media
Poa alpina
Achillea millefolium
Endressia pyrenaica
Agrostis rupestris
Koeleria vallesianaPlantago monosperma
Euphrasia sp
Taraxacum dissectum
Lotus corniculatus
Hieracium lactucella
Antennaria dioica
Polygala calcarea
Geum montanum
Thymus pulegioidesNardus stricta
Phyteuma hemisphaericum
Sheep
Axis 1
Axi
s 2
Cattle Festuca nigrescens
Sebastià et al. in press Appl.Veg.Sci.
5
CASTELLDANS
MONEGROS
VILAMAJOR
BOIXOLS
ALINYA
Barcelona
Locations = blocksLocations = blocks
CASTELLDANS
MONEGROS
VILAMAJOR
BOIXOLS
ALINYA
Barcelona
Locations = blocksLocations = blocks
CASTELLDANS
FRAGA
VILAMAJOR
BOIXOLS
ALINYÀ
Barcelona
Abandonat Moderadament pasturat
Frequentmentpasturat
312 m a.s.l.
C-15®
1354 m a.s.l. 2050 m a.s.l.
de Bello, Leps & Sebastià 2007 J.Veg.Sci.
Obac
Solell
Abandoned Low High Abandoned Low High
Grazing gradient Grazing gradient
Dry locations Moist locations
de Bello, Leps & Sebastià 2006 EcographyLocation x Grazing P = ***
6
Species composition and diversity
Climate Land use
Biotic functional traits
Ecosystem processes
Regional processes
Ecosystem goods & services
Biotic functional traitsBiotic functional traits
450 500 550 600 6500
20
40
60
80
100
450 500 550 600 650Water input (mm)
0
20
40
60
80
Pre
dict
ed b
iom
ass
prop
ortio
n (%
)
Location: Upland
450 500 550 600 650450 500 550 600 650Water input (mm)
Location: LowlandForbs
GrassesSedges
Sebastià 2007 J.Appl.Ecol.
Climatic gradient
*(-)
**(-)
**(-)
***(-)
***(-)
***(-)
Llenyós
N.S.N.S.N.S.N.S.N.S.N.S.Espinós
N.S.*(+)
*(+)
**(+)
*(+)
***(+)
Planta baixa
N.S.**(+)
**(+)
***(+)
***(+)
***(+)
Vida curta
Loc 5Loc 4Loc 3Loc 2Loc 1TotalRespostapasturatge
de Bello, Leps & Sebastià 2005 J.Appl.Ecol. Species composition
and diversity
Climate Land use
Biotic functional traits
Ecosystem processes
Regional processes
Ecosystem goods & servicesEcosystem processesEcosystem processes
0 5 10 15 20 25 30 35
Eje Y
0
500
1000
1500
Eje
Y
biomh1upNo. species per plotpbioh1upNo. species per plot
Upland - Harvest 1
No. Species per plot
Abo
vegr
ound
yie
ld (g
m-2
)
0 5 10 15 20 25 30 35
Eje Y
0
500
1000
1500
Eje
Y
biomh1loNo. species per plotpbioh1loNo. species per plotbiomh1upNo. species per plotpbioh1upNo. species per plot
Lowland - Harvest 1
Upland – Harvest 1
No. Species per plot
Abo
vegr
ound
yie
ld (g
m-2
)
0 5 10 15 20 25 30 35
Eje Y
0
500
1000
1500
Eje
Y
biomh1loNo. species per plotpbioh1loNo. species per plotbiomh1upNo. species per plotpbioh1upNo. species per plotbiomh2upNo. species per plotpbioh2upNo. species per plot
Lowland - Harvest 1
Upland – Harvest 1
Upland – Harvest 2
No. Species per plot
Abo
vegr
ound
yie
ld (g
m-2
)
0 5 10 15 20 25 30 35
Eje Y
0
500
1.000
1.500
Eje
Y
biomh1loNo. species per plotpbioh1loNo. species per plotbiomh1upNo. species per plotpbioh1upNo. species per plotbiomh2upNo. species per plotpbioh2upNo. species per plotbiomh2loNo. species per plotpbioh2loNo. species per plot
Lowland - Harvest 1
Lowland – Harvest 2
Upland – Harvest 1
Upland – Harvest 2
No. species per plot
Abo
vegr
ound
bio
mas
s (g
m-2
)
Location <0.001Harvest 0.828No. species <0.001Location x harvest 0.033Location x No. species 0.802Loc. X harvest x No. sp 0.014
Sebastià et al. 2004 GSE
0 500 1000 1500 2000 2500
Belowground biomass, g m-2
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Abo
vegr
ound
bio
mas
s, g
m-2
LocationUplandLowland
7
•Tilman et al. 2006 ScienceC sequestration (Mg ha-1 yr-1)
soil root
Aboveground productivity
•Röscher et al. 2005 Ecology Letters
Soy et al. in prep.
CARBOMONT
Vall d’Alinyà_2004
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
0 100 200 300 400
Reco_orNEE_or_fMDSGPP_or_MDS
0
20
40
60
80
100
120
140
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000LE_fPrecip_Accum
Tenhunen et al. in prep.Soy-Massoni et al. in prep.
Species composition and diversity
Climate Land use
Biotic functional traits
Ecosystem processes
Regional processes
Ecosystem goods & services
Regional processesRegional processes
Garcia-Pausas et al. 2007 Biogeochemistry
Barcelona
PASTUS database
Eastern
N-EasternCentral
Western
W-Atlantic
South East
8
750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
MAP
2
4
6
8
10
MA
T
Sector
CentralEasternNorth-Eastern
West-AtlanticWestern
Mean Altitude
West-Atlantic 1300 mWestern 1500 mCentral 2000 mEastern 2000 mNorth-Eastern 2000 m
Carboni orgànic al sòl - SOCS
0.00890.0113<.00010.28400.00020.89810.00160.03000.02930.07080.01060.03050.00220.00530.00290.00210.00660.0344
MAPMATMSPMSTSlangAltitudeSlopeProtectedConvexityMixed grazingCattle grazingSheep grazingStocksMST x StocksAltitude x StocksSlope x StocksSlope x CattleSlope x Sheep
P-valueParameter • SOCS presenten interaccions complexes amb el clima
• La presència de bestiar millora l’efecte negatiu dels pendents
• Increments en la pressióramadera amplifica l’efecte negatiu del pendent
Sebastià et al. in prep.
Species composition and diversity
Climate Land use
Biotic functional traits
Ecosystem processes
Regional processes
Ecosystem goods & services
Ecosystem goods & services
Ecosystem goods & services
Ecosystem goods & services
••AgronomicalAgronomical
ProductivityForage quality
••EcologicalEcological
Water cyclingSoil carbon sequestration
Ecosystem goods & services
AustraliaCanadáEEUU
COST 852
L2L1Legume
G2G1Grass
Slow-growing
Fast-growing
0
2
4
6
8
10
12
14
0 8
Ave
rege
Tot
al Y
ield
(t h
a-1)
ME NE DM MM
P < 0.01 P < 0.01 P < 0.01 NS
Kirwan, Lüscher, Sebastià et al. 2007 J.Ecol.
En resum…
9
1- Les pastures de muntanya mediterrània són molt vulnerables al canvi climàtic
2- Els ecosistemes mediterranis tenen una rica biodiversitat lligada a patrons ambientals complexos…
CONCLUSIONS
3- … però aquesta biodiversitat, i els bens i serveis que proporciona, estan altament amenaçats pel canvis d’ús i climàtic
4- Cal dissenyar mesures imaginatives per assegurar aquests bens!
Gràcies per la vostra atenció......i al tots els col·laboradors i patrocinadors!
S’esperen interaccions entre canvi climàtic i d’ús … La diversitat funcional s’espera
es relacioni amb la d’espècies …
10
de Bello, Leps & Sebastià 2006 Ecography
Barreges d’espècies
Medicagosativa
Medicagosativa
Trifoliumrepens
Trifoliumrepens
L2
Medicagotruncatula
Trifoliumpratense
Trifoliumpratense
Trifoliumpratense
L1
Dactylisglomerata
Dactylisglomerata
Dactylisglomerata
Poapratensis
G2
Loliumrigidum
Loliumperenne
Loliumperenne
Phleumpratense
G1
Alfalfa dry
Alfalfamoist
MidEurope
NorthernEurope
Species
DIVERSITAT
VEGETAL R & E
PRODUCTIVITAT
INVASIBILITAT
PLAGUES
FERTILITAT
EMERGEMitjana: 15.3 kg C m-2
Rang: 6.5 - 30 kg C m-2
Garcia-Pausas et al. 2007 Biogeochemistry