SSíínntteessii

El canvi climàtic s’afegeix a les moltespressions a què actualment estan sotmesosels ecosistemes terrestres en general i és clar,també els catalans: canvis en els usos del sòl,altes demandes de recursos i sobreexplotacióen uns casos i abandonament en molts altres,deposició de nutrients i contaminants... Totplegat pot canviar-los i posar-los en perill aixícom als béns i serveis que proporcionen. L’im-pacte del canvi climàtic que aquí estudiemserà influït per la gestió que se’n faci i per lesinteraccions amb aquestes altres pressions.

A Catalunya, com passa arreu del planeta,hi ha ja ara una quantitat substancial d’e-vidències observacionals i experimentalssobre el lligam entre el canvi climàtic i els pro-cessos biològics i físics dels ecosistemes. L’a-parició de la primavera s’ha avançat i l’arriba-da de l’hivern s’ha retardat, de manera que elperíode vegetatiu s’ha perllongat uns cinc diesper dècada per terme mig durant els darrerscinquanta anys. Com que els canvis han estatdiferents per a cada espècie, han variat leshabilitats competitives, i es pot esperar quese’n derivin canvis en la composició de lescomunitats i desplaçaments en la distribucióde les espècies. De fet, ja se n’han descrit al

mateix Montseny on les espècies mediterrà-nies semblen desplaçar-se cap a altituds mésgrans. És més probable que es moguin lesespècies que no pas els ecosistemes com-plets, ateses les diferents respostes de cadas-cuna de les espècies i la possible arribadad’espècies invasores. En els casos mésextrems, les poblacions d’algunes espèciessón en perill per la sinèrgia entre l’estrès pro-duït pel canvi climàtic, que fa inadequats elshàbitats en què vivien, i per la fragmentaciódel territori, que en dificulta la migració cap ahàbitats amb condicions adients per a la sevasupervivència i que empobreix genèticamentles poblacions.

Als ecosistemes terrestres catalans, majo-ritàriament mediterranis, la disponibilitat hídri-ca juga un paper cabdal en la composició dela vegetació i en la distribució de les espècies.És clar que una progressiva aridificació com laviscuda (escalfament i augment de l’evapo-transpiració potencial sense augment de pre-cipitacions) i la prevista per a les properesdècades (escalfament i, a més a més, dismi-nució de les precipitacions) ha de tenir impor-tants conseqüències per a la fisiologia, fenolo-gia, creixement, reproducció, establiment i,finalment, la distribució dels sers vius, i pertant l’estructura i funcionament dels ecosiste-

13

EL CANVI CLIMÀTIC ALTERA I ALTERARÀ LA VIDA ALS ECOSISTEMES

TERRESTRES CATALANS

Josep Peñuelas, Iolanda Filella, Marc Estiarte, Romà Ogaya, Joan Llusià, Jordi Sardans, Alistair Jump, Martín Garbulsky, Benjamín Carrillo,

Constantí Stefanescu, Francisco Lloret i Jaume Terradas

Unitat d’Ecofisiologia CSIC-CEAB-CREAF, Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals (CREAF)

CLIMATE CHANGE IMPACTS ON LIFE IN TERRESTRIAL ECOSYSTEMS. An increasing number of observation-al evidences on the biological effects of climate change are becoming available in Catalonia. Bio-logical spring and winter have been advanced and delayed, respectively. Specifically, the vege-tative period has extended about 5 days per decade during the last fifty years. In addition,Mediterranean plants and animals seem to move upwards in Catalan mountains. Many otherchanges have been observed in the last decades in response to this climatic change: more fre-quent and severe droughts, greater fire risks, greater biogenic volatile organic compound emis-sions from our ecosystems, etc. The warming and the precipitation decrease projected for thenext decades, if they occur, will affect the physiology, phenology, growth, reproduction, estab-lishment and, finally, the distribution of organisms, and therefore the structure and functioning(e.g., CO2 uptake or nitrate leaching) of the ecosystems. In fact, experimental studies simulatingwarming and drought in our forests and shrub lands verify these effects. These changes affectand will affect the multiple productive, environmental and social services provided by the terres-trial ecosystems. Therefore, management policies of ecosystems have to consider thesechanges projected for the immediate future, such as the decrease of water availability.

16

atz16013-peñ 12/2/08 09:37 Página 13

mes. De fet, ja s’ha comprovat en estudisexperimentals d’escalfament i de sequera,com unes espècies són més afectades quealtres, amb la qual cosa s’altera la seva habi-litat competitiva i s’acaba alterant la composi-ció de la comunitat. S’ha vist, per exemple,una disminució de la diversitat dels nostresmatollars. A més d’aquests canvis estructu-rals, també s’han trobat canvis funcionals,com per exemple la disminució de l’absorcióde CO2 produïda per les sequeres o la pèrduamés grans de nutrients en els lixiviats desprésde les pluges produïda per l’escalfament.S’han observat molts altres canvis en lesdarreres dècades com a resposta a aquestcanvi climàtic: secades dels boscos més fre-qüents, majors riscos d’incendis, majorsemissions de compostos orgànics volàtilsbiogènics dels nostres ecosistemes... Aquestscanvis afecten i afectaran els múltiples serveisproductius (subministrament de béns naturalsrenovables com ara aliments, medecines, pro-ductes fusters, caça, bolets, pastures...),ambientals (manteniment de la biodiversitat,regulació de la composició atmosfèrica i elclima, conservació dels sòls i l’aigua, emma-gatzematge de carboni...) i socials (usosrecreatius, educatius i de lleure, valors tradi-cionals culturals, turisme i excursionisme...)proporcionats pels ecosistemes terrestres.

Un dels serveis que més ens preocupadarrerament en les polítiques ambientals és ellligat al balanç de carboni. Les respostes alcanvi climàtic i altres factors del canvi globalalteraran l’emmagatzematge de carboni alsboscos, però l’extensió i la direcció del canvino estan clars. L’augment de CO2 atmosfèricpot augmentar el creixement d’arbres i matollsaixí com la fullaraca i les arrels i, per tant, laproducció primària neta, però els darrersexperiments de fumigació amb CO2 a l’airelliure i els duts a terme en les fonts naturals deCO2, és a dir, en condicions naturals i/o a llargtermini, ens indiquen que aquests efectes delCO2 poden saturar-se perquè els boscosestan arribant a la seva màxima capacitat i lesplantes es poden aclimatar a aquest augmentde CO2. L’augment de temperatura pot tenirtant efectes positius com negatius sobreaquest balanç de carboni, en gran part teninten compte com evolucioni la disponibilitatd’aigua. Als nostres ecosistemes mediterranison el canvi climàtic fàcilment disminuirà lahumitat del sòl, la productivitat pot fàcilmentdecréixer, i, per tant, també l’absorció de car-boni. A més a més, la productivitat de l’eco-sistema, que inclou la mortalitat dels organis-mes i la dinàmica del carboni del sòl, i la pro-ductivitat del bioma, que inclou pertorbacionscom els incendis, és menys probable quesigui positiva. Com a resultat de tot això elsmodels preveuen una producció neta mitjanad’uns 60 g C m-2 any-1 pel conjunt dels eco-

sistemes forestals de Catalunya, tant ara coma mitjan de segle, tot i que en aquest darrercas resulta d’una producció primària bruta iuna respiració total quasi 60% més grans queen l’actualitat, com a resultat d’un incrementanual del CO2 atmosfèric d’un 1%, i de la tem-peratura de 0,04°C i d’una disminució de0,03% de la pluja, valors mitjans previstos perl’IPCC (2007). Com que, a més, tot això dis-minuirà encara més la reserva hídrica delssòls, el paper de molts dels nostres ecosiste-mes terrestres com a embornals de carbonipot veure’s seriosament compromès durantles properes dècades. Cal també tenir presentque el balanç del carboni ve influït de maneraimportant pels canvis en els usos del sòl,sovint més que no pas pel canvi climàtic, oper l’augment de CO2.

Per a conèixer millor en quin grau s’altereni s’alteraran el funcionament i l’estructura delsecosistemes mediterranis, es duen a terme is’han de dur a terme més estudis, les condi-cions experimentals dels quals s’han d’apro-par al més possible a les naturals, i s’han d’a-profitar els avenços tecnològics per aplicar-los a les diferents escales temporals i espa-cials que ens donin idea de l’abast de l’altera-ció dels processos. Aquests estudis han d’a-bastar des dels períodes més remots als delfutur més immediat, tot passant per les darre-res dècades, fins a l’actualitat, i des dels estu-dis descriptius als experimentals tot passantper la modelització en l’espai i el temps.

En els propers anys, i per pal·liar tant elsefectes del canvi climàtic com l’augment deCO2 atmosfèric, les polítiques d’”aforesta-ció” d’espais agrícoles abandonats i dereforestació de zones pertorbades hauriende tenir en compte les condicions que s’es-tan projectant per al futur immediat. Entreaquestes destaca la d’una decreixent dis-ponibilitat hídrica, com a conseqüència tantde la disminució de les precipitacions i/ol’augment de l’evapotranspiració potencial,com de més demanda d’uns ecosistemesmés actius. La gestió dels espais forestals, idels naturals en general, ha d’incorporaruna escala de paisatge, on s’inclogui unaplanificació a gran escala que consideri lacombinació d’espais de tipus divers, aixícom el seu múltiple ús i l’efecte de les per-torbacions, com per exempl e els incendisforestals.

EEssttuuddiiss ppaalleeooeeccoollòòggiiccss,, hhiissttòòrriiccss,, oobbsseerr--vvaacciioonnaallss,, eexxppeerriimmeennttaallss ii ddee mmooddeelliittzzaacciióóeenn eell tteemmppss ii eenn ll’’eessppaaii aa CCaattaalluunnyyaa

L’efecte hivernacle està produint i semblaque ha de produir un augment de la tempera-tura i de l’eixut a les nostres contrades. Per aconèixer millor en quin grau s’alteren el fun-cionament i l’estructura dels ecosistemes

14

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 14

mediterranis, s’estan duent a terme un nom-bre creixent d’estudis, les condicions experi-mentals dels quals s’intenta que s’apropin almés possible a les naturals, en els què s’apro-fiten els avenços tecnològics per aplicar-los ales diferents escales temporals i espacials queens donin idea de l’abast de l’alteració delsprocessos.

L’estudi dels efectes que aquests canvisclimàtics tenen sobre els nostres ecosistemesterrestres es duu a terme mitjançant cinc tipusd’activitats que recorren diferents escales tem-porals. Abasten des dels períodes més remotsals del futur més immediat, tot passant pelsperíodes històrics més recents: (1) l’estudipaleoecològic de testimonis sedimentaris d’è-poques pretèrites, des de milions a milersd’anys, (2) l’estudi de material històric divers,com ara espècimens d’herbari, peces demuseu, arxius, anells dels arbres..., dels darrerssegles, (3) l’estudi dels canvis ecofisiològics,biogeoquímics i demogràfics dels nostres eco-sistemes en resposta a les canviants condi-cions climàtiques de les darreres dècades ianys, (4) l’estudi experimental dels nostres eco-sistemes sota condicions més o menys contro-lades simuladores dels canvis previstos per ales properes dècades pels models climàtics, i,finalment, (5) la modelització dels canvis pas-sats i futurs, en l’espai i en el temps.

Els estudis paleoecològics de testimonissedimentaris ens mostren els canvis ecosistè-mics associats als canvis climàtics d’èpoquespassades com l’Holocè recent. Destaquen perla possible similitud amb el canvi que aravivim les transicions des de períodes humits amés secs, amb canvis dramàtics de vegetaciói processos erosius, com el que va tenir llocdesprés de l’òptim climàtic de fa 5-6.000anys, especialment evident en zones àrides icàlides com les del sud de la península Ibèri-ca o, més a prop nostre, a Menorca i Mallorca, que ens il·lustren de com poden ser els esce-naris futurs si continua el canvi climàtic quevivim i el previst pels models de l’IPCC.

Els estudis d’èpoques més properes, elsdarrers segles, duts a terme amb anells delsarbres i amb materials d’herbari recol·lectatsals Països Catalans, han mostrat canvis en lamorfologia i fisiologia de les plantes produïtsen paral·lel als canvis atmosfèrics i climàtics.S’ha comprovat, per exemple, que en elsdarrers dos segles la densitat estomàtica hadisminuït en un 21% i la discriminació del 13Cen un 5.2% en el conjunt de catorze espèciesestudiades, que indica una possible adaptacióa les condicions més càlides i àrides de l’ac-tualitat mitjançant una millor eficiència en l’úsde l’aigua.

A part d’emprar eines paleoecològiques ihistòriques per moure’ns en el temps, elsestudis del canvi climàtic i dels seus efectesrequereixen anar ascendint successivament

en l’escala espacial des de la fulla fins l’eco-sistema, la regió i el globus sencer. Per estu-diar què passa a escala regional i planetàrias’empren tècniques de teledetecció. Aquestestècniques es basen en el fet que la llum reflec-tida, després d’incidir en un material, presen-ta diferents característiques que depenen tantdel tipus de material com del seu estat . Elsespectroradiòmetres instal·lats en avions o ensatèl·lits poden mesurar la biomassa verdaper la proporció de radiació reflectida en l’in-fraroig i en el roig. D’aquesta manera, i des defa unes dècades, s’estudia l’evolució de lesmasses vegetals any rere any. Tanmateix, l’es-tricta estimació de la biomassa, malgrat el seugran interès, no satisfà del tot les necessitatsdels ecòlegs. Interessa mesurar, no solamentla biomassa, sinó també el funcionament de lavegetació i, si pot ser, el dels ecosistemes. Aradisposem d’espectroradiòmetres més sensi-bles, capaços de mesurar amb alta resolucióespectral, nanòmetre a nanòmetre, i espacial,i aportar així informació sobre el continguthídric i la fisiologia de la vegetació. Tot això ésespecialment interessant, per exemple, per al’estudi dels nostres ecosistemes mediterra-nis, sovint amb la biomassa foliar verda totl’any. Les noves eines ens permeten apreciarla pràctica inactivitat de l’alzinar o dels pinarsa l’estiu o la seva màxima activitat a la prima-vera, quan hi ha aigua disponible, o els canvisinteranuals. Així doncs, en l’estudi dels efec-tes ecològics del canvi climàtic i dels altrescomponents del canvi global, com ara elsimportants canvis en els usos del sòl, convéno desaprofitar les noves possibilitats obertespels avenços tecnològics.

Entre aquests, hi ha els que estan perme-tent, tornant a l’escala temporal, estudiarexperimentalment i amb models el que potpassar als ecosistemes si segueix el canviclimàtic com preveuen els models climàticsde l’IPCC. I en aquesta mateixa escala tem-poral, el que ens interessa ara és repassar elque ha ocorregut en les darreres dècades, enels darrers anys en els ecosistemes terrestresdel nostre país en resposta i en interacció ambaquest fenomen que coneixem com el “canviclimàtic” associat al “canvi atmosfèric” pro-duït per l’activitat humana.

EEll ccaannvvii cclliimmààttiicc ddee lleess ddaarrrreerreess ddèèccaaddeess..CCaattaalluunnyyaa ss’’eessccaallffaa ii eeiixxuuggaa

Aquestes darreres dècades, el planetaTerra s’ha escalfat. Ho ha fet en mitjana 0,6-0,7ºC, però a molts indrets del nostre país,l’augment ha superat amb escreix 1ºC. És,potser, el símptoma més clar que el planetaaccentua la seva activitat biogeoquímica. Lapoblació d’una de les seves espècies, lahumana, i l’ús que aquesta espècie fa delsrecursos i de l’energia en les seves activitats

15

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 15

exosomàtiques, com el transport o la indús-tria, han seguit creixent exponencialment.Com a resultat, s’han produït i es continuenproduint tota una sèrie de canvis de caràcterglobal entre els que destaca, pels seus efec-tes sobre els organismes i els ecosistemes,aquest escalfament.

Com a conseqüència de l’absorció de laradiació infraroja pels gasos hivernacle, comara el CO2 o el metà, i del seu continuat incre-ment, pràcticament tots els models preveuenque aquest escalfament s’accentuï en les pro-peres dècades. Centenars de climatòlegs,ecòlegs, economistes, geògrafs, químics,advocats i altres professionals han generataquest any el quart informe del Panell Intergo-vernamental sobre el Canvi Climàtic patroci-nat per l’ONU, algunes conclusions del qualmereixen atenció. Les evidències de l’escalfa-ment de la Terra i d’altres canvis en el sistemaclimàtic són ara encara més clares i contun-dents que les recollides al segon i al tercerinforme. Les dues últimes dècades han estatles més càlides de l’últim mil·lenni. Ha dismi-nuït la superfície gelada de l’Àrtic en un 15%en 50 anys, el nivell del mar ha pujat uns 15cm aquest segle passat, ha canviat el règimde precipitacions en algunes regions, i ha aug-mentat la freqüència i la intensitat d’algunsfenòmens com “el Niño”. Tots aquests canvissembla que s’accentuaran a les properesdècades, ja que l’atmosfera segueix canvianta causa de la nostra activitat, una activitatque, com hem assenyalat, creix exponencial-

ment i segueix basada en la combustió dematerials fòssils. Es preveu un augment d’1 a5°C durant aquest segle, depenent de l’evolu-ció de les emissions dels gasos hivernacle.

Al nostre país, la temperatura mitjana demolts llocs ha augmentat més d’1ºC els últims50 anys, i, sembla que el “bon temps” arribaabans. Les temperatures que fa 50 anys esregistraven a primers d’abril, es donen ara aprimers de març. Tot i que la precipitació noha disminuït en les darreres dècades, (l’aug-ment de temperatura causa una evapotranspi-ració més gran, de manera que moltes de leslocalitats i regions mediterrànies són ara méscàlides i més seques que a les dècades ante-riors. A l’observatori de Roquetes, al segle XX,l’evapotranspiració potencial ha augmentat 13mm i la humitat relativa ha disminuït 0.85%per dècada. I tot i que les prediccions climàti-ques, especialment les relatives a la precipita-ció, es fan extremadament complexes enl’àmbit local i regional, els 1-3°C d’incrementen les temperatures previstes per moltsmodels de circulació global a la regió medi-terrània per a mitjan del segle XXI, augmenta-ran encara més l’evapotranspiració.

CCaannvviiss tteemmppoorraallss:: EEll pprriimmeerr qquuee ss’’aalltteerraassóónn eellss cciicclleess vviittaallss ddeellss éésssseerrss vviiuuss

La nostra activitat i l’activitat de tots elsorganismes vius està fortament influïda per latemperatura. No podem esperar altra cosaque alteracions d’aquesta activitat. No ens

16

0

5

10

15

20

3-5 1-3 ns ns 1-3 3-5 5-7 2-5 ns

0

5

10

15

20

3-5 1-3 ns

Abans Més tard Abans

Més tardAbans Més tard

Allargat Escurçat

escur atm és tard abans

Núm

ero

díe

spèc

ies

Núm

ero

d’e

spèc

ies

ns 1-3 3-5 5-7 2-5 ns

3-1 0 1-3 ns 3-5

0

5

10

15

20

25

30

36

2-5 1-2 ns 2-5

0

5

10

15

Setmanes

SetmanesSetmanes

FructificacióFloració

Caiguda de la fullaSortida de la fulla Període anual de creixement

Abans Més tard Més tardMés tardAbans

Més tardAbans AbansAbans Més tard

Allargat Escurçat

escurçatm és tard abans

Figura 1. Freqüència d’espècies vegetals i animals amb fenologia alterada durant les darreres cinc dècades (desdel 1952 al 2000) a Cardedeu (Vallès Oriental) (Peñuelas et al., 2002).

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 16

estranyarà, així doncs, que l’escalfament s’ha-gi traduït ja en canvis significatius en els ciclesvitals de plantes i animals. Recordem que elpas per les diferents fases depèn, entre altresfactors, de la temperatura acumulada, del queel biòlegs anomenem graus-dia, és a dir, deltotal d’energia requerida per un organisme pera desenvolupar-se i passar d’un estadi a l’al-tre del seu cicle vital. Les evidències d’aques-tes alteracions en els cicles vitals són fàcil-ment observables per tots aquells que seguei-xin la natura i tinguin uns quants anys, i de fetja s’han descrit a diverses regions de tot elmón, des dels ecosistemes freds i humits finsals càlids i secs, tot observant els registresfenològics disponibles. Aquests canvisfenològics (fenologia és la ciència que estudiaels cicles vitals dels organismes) s’han con-vertit en el símptoma més clar que el canviclimàtic ja afecta la vida.

El nostre país és un dels llocs on els canvisfenològics observats són més importants.Però d’observacions com les aquí trobades(fig. 1) també n’hi ha, amb resultats compara-bles, arreu del món, tot i que predominin alspaïsos rics, amb més gran nombre d’investi-gadors i més tradició científica. Aquí, a Cata-lunya, les fulles dels arbres surten ara de mit-jana uns 20 dies abans que no pas fa una cin-quantena d’anys. Per exemple, la pomera,l’om, o la figuera sembla que treuen les fullesamb un mes d’antelació, i l’ametller i el pollan-cre, uns 15 dies abans, encara que n’hi had’altres, com el castanyer, que semblenimmutables al canvi de temperatura (segura-ment són més dependents d’altres factorscom el fotoperíode o la disponibilitat hídrica).D’altra banda, les plantes també estan florint ifructificant de mitjana 10 dies abans que fa 30anys. I els cicles vitals dels animals també sónalterats. Per exemple, l’aparició d’insectes,que passen pels diferents estadis larvaris mésràpidament en resposta a l’escalfament, s’haavançat 11 dies. Els amants de les papallonesho hauran notat. Apareixen abans, són mésactives i allarguen el seu període de vol (fig. 2).Tota aquesta activitat prematura de plantes ianimals pot posar-los en perill per les geladestardanes. Però també la freqüència d’aques-tes gelades ha canviat; ha disminuït en aquestambient cada cop més calent. Per exemple, aCardedeu tenien de l’ordre de 60 geladesanuals fa cinquanta anys i ara han passat atenir-ne de l’ordre de 20, i per tant també hadisminuït el risc de malmetre fulles i florsjoves. Respostes similars en l’avançament deles fenofases de plantes i animals (inverte-brats, amfibis, ocells...), d’uns 3-4 dies perdècada a la primavera, han estat descritesdarrerament a molts altres indrets del planeta,de manera que aquest sembla ser un fenomengeneral, amb la variabilitat regional, local iespecífica pròpia de tot fenomen biològic.

……ii ccoomm aa rreessuullttaatt aarrrriibbeenn lleess aalltteerraacciioonnssddee lleess ccoommuunniittaattss

Tots aquests canvis fenològics no són sim-ples indicadors del canvi climàtic. Tenen unaimportància ecològica crítica ja que afectenl’habilitat competitiva de les diferents espècies,la seva conservació, i, per tant, l’estructura i elfuncionament dels ecosistemes (fig. 3).

Com que la natura no és homogènia, lesrespostes a l’escalfament són diferents depe-nent de l’espècie (i àdhuc dels individus). Perexemple, el vern i la ginesta floreixen amb mésd’un mes d’avançament, les roselles ho fanquinze dies abans, les alzines una setmana,l’olivera no s’immuta i el pi pinyoner fins i tottriga uns dies més. Aquestes respostes tanheterogènies al canvi climàtic poden produirimportants desincronitzacions en les interac-cions entre les espècies, per exemple entreles plantes i els seus pol·linitzadors, o entreles plantes i els seus herbívors, i alterar aixíl’estructura de les comunitats.

Un exemple paradigmàtic de les desincro-nitzacions entre nivells tròfics el tenim en elque els passa a les aus migratòries. El canviclimàtic sembla que també ha alterat els seushàbits. Atès l’avançament en la floració i fruc-tificació de les plantes i en l’aparició dels

17

Set

man

es d

e di

ferè

ncia

resp

ecte

de

la d

ata

mitj

ana

de c

ada

feno

fase

Dat

a de

màx

ima

abun

dànc

iaD

ata

d’ap

aric

ió

Dur

ada

del p

erío

de d

e vo

l

AnyFigura 2. Canvis en l’aparició, el pic d’abundància i ladurada del vol de 13 espècies de papallones alsAiguamolls de l’Empordà durant els darrers 15 anys(Stefanescu et al., 2003).

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 17

insectes, i, per tant, l’avançament en la dispo-nibilitat de menjar per a les aus, s’esperariauna arribada més primerenca de les ausmigratòries. I, malgrat tot, l’arribada d’algunesaus tan comunes i populars com el rossinyol,l’oreneta, el cucut o la guatlla sembla ques’està retardant de mitjana dues setmanesrespecte a fa trenta anys. El retard segura-ment ve determinat pel canvi climàtic al llocdes d’on parteixen, les regions subsaharianes,o a les regions que creuen en la seva rutamigratòria. Així, la sequera i la desforestaciódel Sahel, i la conseqüent manca d’aliment,poden dificultar la preparació del seu viatge iafavorir aquesta arribada més tardana. Totsaquests canvis poden representar una ame-naça per a algunes aus migratòries que arri-ben en un moment inapropiat per explotarl’hàbitat ja que han de competir amb les espè-cies que s’han quedat durant l’hivern i es tro-ben en millor estat competitiu. De fet, el decli-vi en el nombre d’aquestes aus migratòriesque arriben a Europa en els darrers anys enpot ser una conseqüència. D’altra banda, hiha espècies abans migratòries que aprofitenque el nostre hivern és cada vegada més suaui ja no se’n van de la Península. Aquest és elcas de la puput o de les cigonyes.

……,, ii ddee ll’’aaccttiivviittaatt ddeellss eeccoossiisstteemmeess ii ddee llaabbiioossffeerraa

Quan ens mirem els canvis fenològics aescala global ens trobem amb alteracions tan

importants com ara l’augment en un 20% del’activitat biològica del nostre planeta en elsúltims 30 anys a causa en gran part a aquestallargament fenològic del període productiu.Ho apreciem tant en les imatges dels satèl·litsd’observació de la Terra, com en les dades deconcentració atmosfèrica de CO2. Pel segui-ment de les masses vegetals des de l’espais’empra un índex de vegetació normalitzat, elNDVI, en acrònim anglès àmpliament usattambé a casa nostra, ja quasi plenamentincorporat a la nostra llengua. Aquest índex esbasa en el quocient entre la radiació infraroja ila roja que la superfície terrestre reflecteix capa l’espai. Quant més gran és aquest quocient,més gran és la biomassa verda. Doncs bé,aquest NDVI corrobora les dades fenològi-ques dels observadors terrestres i mostra comen els darrers 20 anys l’estació de creixementdels vegetals s’ha allargat 18 dies a Euràsia iaixò s’ha traduït en un augment de la biomas-sa verda, com a mínim a latituds superiors als40º. L’increment de la productivitat vegetal deles darreres dècades, que havíem atribuït al’efecte fertilitzador del CO2 i de les deposi-cions de nitrogen, pot ser degut també en parta aquest augment de temperatura i a aquestallargament de l’estació de creixement (activi-tat vegetativa).

Tot això també ve corroborat per les dadesde concentració atmosfèrica de CO2, que ensmostren un augment de l’amplitud del’oscil·lació estacional de CO2 en les últimesdècades a causa d’una disminució primaveral

18

Sortida fullas’avança

1 a 4 setmanes

Floraciós’avança

1setmana

Caiguda fullaes retarda

1 a 2 setmanes

Escalfamentclimàtic

Estació de creixements’allarga unes 3 setmanes

Aparició i activitats’avança

1 a 2 setmanes

Migració

avançamentsi retards

Alteracions en la s incronitzacióentre n ivells tròf ics

Alteracions en l’habilitatcompetitiva de les espècies

Efectes impredictiblesa la comunitat

Increment del segrestament de carboni( i dels cicles globals del nitrogen i de l’aigua)

Alteracions en l’estructura i el funcionament dels ecosistemes(també efectes a ls humans: agrícoles, socioeconòmics i sanitaris)

Fenologiaplantes

Fenologiaanimals

Sortida fullas’avança

1 a 4 setmanes

Floraciós’avança

1setmana

Caiguda fullaes retarda

1 a 2 setmanes

Escalfamentclimàtic

Escalfamentclimàtic

(1950-2000)

Estació de creixements’allarga unes 3 setmanes

Aparició i activitats’avança

1 a 2 setmanes

Migració

avançamentsi retards

Alteracions en la s incronitzacióentre n ivells tròf ics

Alteracions en l’habilitatcompetitiva de les espècies

Alteracions en la s incronitzacióentre n ivells tròf ics

Alteracions en l’habilitatcompetitiva de les espècies

Efectes impredictiblesa la comunitat

Increment del segrestament de carboni( i dels cicles globals del nitrogen i de l’aigua)

Alteracions en l’estructura i el funcionament dels ecosistemes(també efectes a ls humans: agrícoles, socioeconòmics i sanitaris)

Fenologiaplantes

Fenologiaanimals

Figura 3. Efectes ecològics dels canvis fenològics produïts pel canvi climàtic. (segons Peñuelas i Filella, 2001)

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 18

més gran de la concentració de CO2. Aquestallargament de l’estació de creixement juga unpaper molt important en la fixació global delcarboni, la quantitat de CO2 de l’atmosfera, ien els cicles de l’aigua i dels nutrients i, pertant, té conseqüències molt importants en elfuncionament dels ecosistemes, i en el balançde C, ara tan important a la llum dels proto-cols de Kioto.

AAllttrreess ccaannvviiss aallss nnoossttrreess eeccoossiisstteemmeess eennrreessppoossttaa aall ccaannvvii cclliimmààttiicc ii aa lleess iinntteerraacc--cciioonnss dd’’aaqquueesstt aammbb aallttrreess ccoommppoonneennttss ddeellccaannvvii gglloobbaall

Els ecosistemes terrestres catalans pre-senten una gran variabilitat climàtica, unaimportant complexitat topogràfica, uns mar-cats gradients en els usos del sòl i en la dis-ponibilitat d’aigua, i una gran biodiversitat.Segurament per tot això són especialmentsensibles als canvis atmosfèrics i climàtics, ials canvis en usos del sòl, demogràfics ieconòmics.

El canvi climàtic augmenta l’estrès hídric dela nostra vegetació, la qual sovint ja viu al límitde les seves possibilitats, com en el cas d’al-guns alzinars i pinedes que presenten taxesd’evapotranspiració quasi iguals a les de preci-pitació. A més d’accentuar la poca disponibili-tat d’aigua, l’escalfament accentua altres tretscaracterístics dels nostres ecosistemes comara els incendis forestals o l’emissió de com-postos orgànics volàtils. I a més a més, el canviclimàtic interactua amb altres components delcanvi global com ara el mateix augment de laconcentració de CO2 atmosfèric.

Més sequeres severes

Els models GCM preveuen per al nostrepaís un augment de la freqüència i intensitatdels períodes de sequera. Dels efectes deperíodes càlids i secs en tenim un exemplerecent en el calorós i sec 1994. Aquest episo-di va afectar profundament la vegetació medi-terrània. Va danyar severament molts boscos imatollars de la península Ibèrica (80% de les190 localitats peninsulars estudiades presen-taven espècies danyades). Les alzines, perexemple, es van assecar en moltes localitatsde Catalunya. Estudis isotòpics amb C13 i N15

van mostrar que durant els anys posteriorsaquests alzinars van romandre afectats, demanera que van presentar un menor ús de l’ai-gua que tenien disponible, i es va afavorir lapèrdua dels nutrients del sòl, una conseqüèn-cia secundària greu tenint en compte queaquests ecosistemes solen ser limitats pelsnutrients (principalment fòsfor als sòls calcarisi nitrogen als silícics). La diferent severitat delsefectes sobre els diferents boscos del país vavenir donada entre altres factors per 1) l’orien-

tació dels vessants (més afectació als solells),2) la litologia del sòl (menor afectació als sòlsprofunds i penetrables per les arrels com perexemple els esquists), 3) l’espècie dominant(més afectació d’alzines que de falsos ala-derns, que creixen menys, però són mésresistents a l’embolisme, són més eficients enl’ús de l’aigua, i dissipen millor l’excés d’ener-gia, i 4) la gestió forestal (boscos aclaritsmenys afectats que els densos).

El grau d’afectació fou diferent depenentdel tipus funcional i de la història evolutiva deles distintes espècies. Els gèneres mediterra-nis, Lavandula, Erica, Genista, Cistus i Rosma-rinus, en la seva majoria arbustius i evolucio-nats sota les condicions climàtiques medi-terrànies, és a dir, posteriorment als 3,2milions d’anys del Pliocè, foren aparentmentmés afectats per la sequera que els gèneresevolucionats amb anterioritat, Pistacia, Olea,Juniperus, Pinus i Quercus, majoritàriamentarbres. Tot i així, els gèneres mediterranis esrecuperaren molt millor després d’uns anys demés disponibilitat hídrica. Els gèneres medite-rranis postpliocè semblen més adaptats per arespondre a un ambient no fàcilment predicti-ble amb una gran variabilitat estacional i inte-ranual i subjecte a pertorbacions freqüents.Entendre aquestes respostes és important pera preveure la futura composició de les comu-nitats si segueix el canvi climàtic.

Més incendis

Aquestes condicions més càlides i més àri-des, juntament amb altres fenòmens relacio-nats amb el canvi global com l’increment debiomassa i d’inflamabilitat associat a l’aug-ment del CO2, els canvis en els usos del sòl,com ara l’abandonament de terres de cultiuseguit d’un procés de forestació i acumulacióde combustible, i/o les pràctiques i activitatsdel creixent nombre d’”urbanites” no avesatsal bosc, augmenten la freqüència i intensitatdels incendis forestals. Els boscos i matollarsmediterranis, caracteritzats per un fort eixutestival, són ecosistemes propensos als incen-dis. Ara bé, per tal que es produeixin elsincendis, hi ha d’haver un punt d’ignició.Actualment a Catalunya només un 7% delsincendis tenen un origen natural i la immensamajoria de les ignicions són provocades perles activitats humanes, sigui per negligència,accident, o intencionadament. Els incendis,que han augmentat al llarg del segle XX, ja araconstitueixen una de les pertorbacions mésimportants en els ecosistemes mediterranis.

La relació vegetació-foc és complexa. Elfoc pertorba intensament la vegetació i el pai-satge: filtra les espècies vegetals i animalsque poden persistir, crea espais oberts, canvial’estructura de l’hàbitat i l’oferta alimentàriaper a la fauna, i determina mosaics espacials

19

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 19

de regeneració que, segons l’escala d’espai ila recurrència dels incendis, poden donardiversitat. Per altra banda, el foc ocasionapèrdues de nutrients de l’ecosistema, afectanegativament espècies de requeriments fores-tals estrictes i a les que no tenen mecanismesadequats de persistència o dispersió, i potproduir una simplificació en la composició il’estructura de les comunitats. La resposta deles plantes varia molt segons el tipus i duradade l’incendi, la capacitat de regeneració del’espècie (des de rebrotadores a germinado-res) o l’estat previ a l’incendi. Tot i així, elsefectes sobre la vegetació són bastant previ-sibles. Per exemple, si augmenta el nombred’incendis, augmenta l’expansió d’espèciesheliòfiles, intolerants a l’ombra i que requerei-xen espais oberts. En canvi, disminueix lapresència de les ombròfiles, i els focs acabenper mantenir comunitats en estadis succes-sionals primerencs. De fet, a totes les regionsmediterrànies del món, els incendis són consi-derats un factor ecològic i evolutiu dominant.La vegetació mediterrània ha evolucionat ambels incendis, fins al punt que poden ser fins itot beneficiosos per a la seva regeneració,

però, tot i així, atès que la recurrència delsincendis està augmentant (algunes àrees deCatalunya experimenten incendis reiterats,fins a 3-5 incendis en un mateix punt durantels darrers 20 anys, fig. 4), les comunitatspoden acabar sense temps per a recuperar-se, per exemple, i que es cremen abans queels nous individus puguin arribar a adults ireproduir-se.

I en tot cas, els incendis contribueixen auna reducció del contingut de matèria orgàni-ca del sòl, la qual, al seu torn, pot disminuir lamida i l’estabilitat dels agregats del sòl. Comque, a més, hi ha una disminució de la cober-ta vegetal, pot reduir-se la infiltració de l’aiguaal sòl i incrementar-se l’escorriment superfi-cial. Tot plegat facilita l’erosió del sòl. Des delpunt de vista social i econòmic, els incendisforestals posen en perill vides humanes i pro-pietats, eliminen durant molt de temps les ren-des obtingudes de la fusta i alteren paisatgespreuats sentimentalment i econòmica.

El risc d’incendis intensos i les seves con-seqüències no desitjades és, doncs, molt altals nostres ecosistemes, sobretot als mésmediterranis, i als més madurs, on la fracció

20

Figura 4. Recurrència dels incendis forestals a Catalunya entre el 1975 i el 1995. (segons Díaz-Delgado et al.,2002).

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 20

de combustible mort (amb menor humitat)augmenta significativament. Per això, s’hanproposat diverses estratègies de gestió contraels focs intensos: pràctiques de crema fre-qüent podrien ser adients per a les comunitatsjoves mentre que aclarir mecànicament seriamés adequat per a les més velles i desenvolu-pades. S’han dut a terme diversos estudiscomparant la recuperació després de l’incen-di i de la tala mecànica, però les respostes nocoincideixen i demostren la necessitat de dura terme estudis en cada ecosistema específic.El coneixement de la dinàmica de la recupera-ció a curt i mig termini és bàsica per a la ges-tió de la comunitat, tant si el que es vol és pre-servar-la com si el que es vol és afavorir elprogrés cap a estadis més madurs o mantenirels estadis inicials per a preservar la diversitatdels ecosistemes mediterranis.

Més emissió de compostos orgànics volàtils

L’augment de temperatura té molts altresefectes directes sobre l’activitat dels organis-mes vius. Un d’important ambientalment ésl’augment exponencial de l’emissió biogènicade compostos orgànics volàtils (COV). Aques-tes emissions biogèniques de COV afecten laquímica atmosfèrica, no solament pel que fa alcicle del carboni (emissions d’unes 1.500 Tg Cany-1) o la formació d’aerosols, sinó pel seupaper en l’equilibri oxidatiu de l’aire (nivells deOH, NOx, O3…). Les emissions resulten de ladifusió dels COV en un gradient de pressió devapor des de les altes concentracions als tei-xits on es produeixen fins a l’aire circumdant,

on les concentracions són baixes com a con-seqüència de l’extrema reactivitat dels COV.Per tant, les emissions són controlades pelsfactors que alteren la concentració tissular, lapressió de vapor o la resistència a la difusiócap a l’atmosfera. La temperatura incrementaexponencialment l’emissió d’aquests COV enactivar la seva síntesi enzimàtica i la sevapressió de vapor i en disminuir la resistència al’emissió. Per altra part, la sequera redueix lesemissions com a conseqüència de la mancade carbohidrats i ATP, i de la disminució de lapermeabilitat de la cutícula a l’intercanvigasós. Per tant, caldrà veure quin és el resul-tat final d’aquest antagonisme entre escalfa-ment i sequera en quelcom tan importantambientalment com és l’emissió biogènica deCOV. A més de la temperatura i de la disponi-bilitat hídrica, altres factors lligats amb elcanvi climàtic i amb el canvi global controlenles emissions (fig. 5). Entre aquests factors, unde sorprenent és la concentració d’ozó tro-posfèric, un dels productes d’aquests COV, enel que seria un fenomen de retroalimentaciópositiva de la contaminació per ozó.

Lligada amb el canvi climàtic, una de lesfuncions més importants que semblen teniralguns d’aquests COV, com ara els terpens,en la fisiologia vegetal, és la d’actuar com aelements termoprotectors. Quercus ilexempraria aquests compostos com a estabilit-zadors de les membranes cel·lulars i, mésconcretament, aquelles membranes íntima-ment relacionades amb els fotosistemes, itambé com a desactivadors dels radicals oxi-dats per a protegir-se de les altes temperatu-

21

Canvi GlobalIncrement de gasos

hivernacle

Canvid’usosdel sòl

Increment de CO2

Fertilitzacióper N

Escalfament climàtic

Increment dels COVs derivatsd’aerosols

Augment dels compostos orgànics volàtils biogènics

(?) Increment de la termotolerància de les plantes

Fotorespiració

Albedo Alliberament de calor latent en la

condensacióAugment de CH4 i O3

Efecte hivernacle directe dels COV

+

+–

+=++±

Figura 5. Interaccions entre els factors de canvi global i canvi climàtic i les emissions de COV. (Basat en Peñuelas i Llusià, 2003)

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 21

res de l’estiu. Però a més de “refrigerar” laplanta, aquestes emissions de COV podrienretroalimentar negativament l’escalfament delmateix clima atmosfèric, en actuar com aero-sols que disminueixen la irradiància. Caldràestudiar-ho, perquè també podrien retroali-mentar positivament l’escalfament a travésdel seu efecte hivernacle directe, en absorbirla radiació infraroja, i indirecte, en allargar lavida mitjana del metà i altres gasos hivernacle.Estem davant d’un exemple més de l’impor-tant paper que juguen els ecosistemes sobreel mateix clima i el possible canvi climàtic, apart del més conegut i important efecte sobreel balanç del CO2 a l’atmosfera.

Més nitrats a l’aigua

Recordem que els processos biogeoquí-mics depenen de la temperatura i que entreells podem citar-ne un altre que ara preocupacom a component important del canvi globalarreu del món i a moltes comarques catalanesen particular: la progressiva eutrofització, és adir, l’enriquiment en nutrients, sobretot nitrats,en el nostre país, en especial a les aigües sub-terrànies. Aquí va lligada en molts casos al’excés de purins, però l’augment de tempera-tura, o les sequeres no són del tot alienes aaquest fenomen. L’escalfament augmenta lamineralització, i la sequera impedeix l’ús denutrients per part de les plantes i facilita lespèrdues del sistema quan arriben les pluges.De fet, els resultats d’estudis experimentalsen matollars mostren com l’escalfament, itambé la sequera, augmenten l’alliberamentde nitrats als lixiviats del sòl (fig. 6).

Un altre exemple d’alteració biogeoquími-ca el tenim en l’estimulació de la descomposi-ció per l’escalfament. La falta d’aigua, encanvi, l’alenteix. Convindrà que s’estudiï elbalanç de la interacció d’aquests dos factorssobre el cicle de la matèria i el funcionamentdels nostres ecosistemes mediterranis.

TToott pplleeggaatt ppoorrttaa aa ccaannvviiss eessttrruuccttuurraallss ii ddeeddiissttrriibbuucciióó eessppaacciiaall

Tots aquests canvis funcionals en respostaal canvi climàtic poden acabar afectant l’es-tructura dels ecosistemes. Així, si s’accentuenles diferents respostes fenològiques entre lesespècies, es repeteixen sovint fortes sequerescom la del 1994, els incendis augmenten i/o elCO2 té efecte, es poden produir canvis impor-tants en la composició i estructura dels eco-sistemes terrestres del país.

Fins a quin punt tenen les plantes i animalscapacitat per adaptar-se o aclimatar-se ràpida-ment a aquests canvis climàtics? Des d’un puntde vista evolutiu les espècies tendeixen a serbastant conservadores i a respondre a les per-torbacions més amb la migració que amb l’evo-

lució. A les muntanyes, les espècies poden res-pondre al canvi climàtic migrant verticalmentdistàncies curtes (per exemple, són suficients500 m per contrarestar un augment de 3°C).

A Catalunya i en general a tot el planeta, jas’han apreciat mitjançant estudis paleoecolò-gics nombrosos desplaçaments de les àreesde distribució d’algunes espècies i formacionsvegetals en resposta a canvis climàtics pretè-rits. Però encara no hi ha pas massa evidèn-cies en resposta a l’escalfament actual. Calrecordar que aquests processos requereixenun temps. De totes maneres, recentment, s’hacomparat la distribució de la vegetació actualdel Montseny amb la del 1945 i s’ha pogutapreciar que els ecosistemes mediterranisguanyen terreny als temperats. Les condi-cions progressivament més càlides i àrides,però també els canvis d’usos del sòl, princi-palment l’abandonament de la gestió tradicio-nal, com ara la pràctica desaparició delsincendis associats a la ramaderia (ara sónprohibits al parc del Montseny), són a la based’aquests canvis, en un exemple paradigmà-tic de com interactuen els diferents compo-nents del canvi global.

Els estudis paleoecològics suggereixenque moltes espècies vegetals poden migraramb suficient rapidesa com per a adaptar-seal canvi climàtic, però solament si existeixenecosistemes contigus no pertorbats, el queens recorda la importància de la fragmenta-ció dels ecosistemes naturals com un altrefactor del canvi global. I la fragmentació éselevada a moltes contrades del nostre país.Només cal observar una foto aèria de lescomarques de Barcelona. Pel que fa a lesmuntanyes, la migració cap a altituds mésgrans comporta una reducció concomitanten l’àrea total de cada hàbitat, per la qualcosa les espècies amb més requeriment d’à-rea poden extingir-se.

Aquests efectes de l’escalfament no enshan d’estranyar perquè és ben conegut que

22

–20

–10

0

10

20

30

40

50

NO

3 (m

g l–1

)

Jul-

98

Nov

-98

Feb

-99

Mai

g-99

Ago

-99

Des

-99

Mar

-00

Jun-

00

Oct

-00

Gen

-01

Ab

r-01

Jul-

01

Nov

-01

Feb

-02

Mai

g-02

E-CS-C

Escalfament

Sequera

Figura 6. Exemple de canvi funcional ecosistèmic pro-duït pel canvi climàtic a un matollar de bruguerolaholandès: Alliberament de nitrats a l’aigua del sòl enresposta a un escalfament del voltant d’un grau centí-grad i a una disminució del 33% de la humitat delssòl. Es representa la diferència respecte a parcel·lescontrol. (E-C diferència entre escalfament i control; S-C diferència entre sequera i control) (Basat en Emmetet al., 2004)

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 22

els règims climàtics determinen la distribucióde les espècies i dels biomes a través dels llin-dars específics de cada espècie pel que fa ala temperatura i la disponibilitat d’aigua. I totaixò no només fa referència a les plantes, elsanimals no són pas menys sensibles. Al con-trari, responen més ràpidament, atesa la sevamobilitat. S’han documentat força desplaça-ments d’espècies animals relacionats amb elclima. Se n’han descrit cap al pol de 35 a 240km durant el segle XX en 34 espècies depapallones amb distribució europea, incloent-hi àrees catalanes.

EEll ffuuttuurr ddeellss nnoossttrreess eeccoossiisstteemmeess tteerrrreess--ttrreess ddaavvaanntt eell ccaannvvii cclliimmààttiicc pprreevviisstt ppeerr aalleess pprrooppeerreess ddèèccaaddeess

Entre els ecosistemes terrestres del país,els boscos i matollars s’han estès les darreresdècades com a resultat de l’augment de tem-peratura, de l’augment de CO2, i/o de l’aug-ment de fertilitzants a l’ambient (eutrofització),però sobretot com a resultat de dos proces-sos d’origen antròpic: la successió secundàriaa partir de pastures i camps de conreu aban-donats, i la superposició d’impactes regres-sius sobre els ecosistemes terrestres. De fet,aquests ecosistemes terrestres són en l’ac-tualitat en una part important resultat de l’ac-tivitat humana. Els diferents usos que elshumans n’hem fet han produït un mosaic d’e-cosistemes amb diferents graus de maduresa,formant paisatges heterogenis que garantei-xen el manteniment de la diversitat d’aquestesregions mediterrànies. La majoria d’aquestsecosistemes mostren una gran resiliència a lespertorbacions i usualment es recuperen perun procés d’autosuccessió.

Tot i així, els freqüents incendis forestalsdels darrers anys han cremat desenes demilers d’hectàrees, de manera que el resultatfinal pel que fa al creixement o disminució delsnostres boscos, no és clar del tot. El que sípodem dir és que segons estimacions provi-sionals, l’estiu de 1993 (data de les ortoimat-ges de l’Institut Cartogràfic de Catalunya queserveixen de base per elaborar el Mapa deCobertes), la superfície dels boscos de Cata-lunya amb un recobriment de capçades d’al-menys un 5% era 1.217.599 ha, l’equivalent al38% del país.

La disponibilitat hídrica és el factor críticper avaluar els efectes del canvi climàtic sobreaquests ecosistemes terrestres. En efecte,tant l’allargament de la vida de les fulles delscaducifolis descrita en els apartats anteriorscom l’acceleració de la renovació de les fullesdels perennifolis apreciada en estudis recents,fenòmens associats a l’increment de la tem-peratura, comportaran un augment de l’aiguatranspirada que s’afegeix a més evaporaciópotencial resultant de l’augment de tempera-

tura. En aquells llocs on el bosc disposa d’ai-gua suficient per compensar aquesta deman-da hídrica més gran, és de preveure que aug-menti la producció forestal. Ara bé, als llocsamb dèficit hídric, que representen la majorpart dels ecosistemes terrestres de Catalunya,es poden esperar canvis importants que vandes de la reducció de la densitat d’arbres finsa canvis en la distribució d’espècies. En casosextrems, àrees actualment ocupades per boscpoden ser substituïdes per matollar, i àreesactualment ocupades per matollars podenpatir erosió.

Al nostre país es duen a terme estudisexperimentals en què es manipula experimen-talment la temperatura i la disponibilitat d’ai-gua de l’ecosistema per a estudiar els canvisfuncionals i estructurals que en resultarien sies complissin les previsions dels modelsclimàtics d’un augment de la temperatura id’un eixut creixent al sud d’Europa. Entre elsecosistemes terrestres, que són els que mésabunden al nostre país, els boscos i els mato-llars mediterranis també són, segurament peraixò mateix, els més estudiats en relació alque aquí ens ocupa: la resposta al canviclimàtic.

Els boscos mediterranis

Com és ben sabut, la disponibilitat hídricaconstitueix un dels factors més determinantsdel creixement i la distribució de les espèciesvegetals mediterrànies. Els models de canviclimàtic preveuen un augment de la tempera-tura a les zones de clima mediterrani com lanostra, la qual cosa implicaria un augment enl’evapotranspiració que, segons els mateixosmodels, no aniria acompanyada d’un augmenten les precipitacions. Per tant, la disponibilitathídrica dels boscos mediterranis podria dismi-nuir en les properes dècades, encara més delque ho ha fet en les darreres.

Per estudiar els efectes d’una disminucióen la disponibilitat hídrica en ecosistemesforestals mediterranis, s’està realitzant unexperiment a l’alzinar de la Solana dels Tor-ners (Serra de Prades). Es tracta d’un boscd’uns sis metres d’alçada i una densitat mit-jana de 16.617 peus ha-1, dominat per Quer-cus ilex, Phillyrea latifolia i Arbutus unedo.L’experiment consisteix en l’exclusió parcialde l’aigua de pluja i de l’escorriment superfi-cial, amb la qual cosa s’assoleix una dismi-nució d’un 15% de la humitat del sòl. Aques-ta disminució alenteix els cicles de l’aigua,del C, del N i del P, i afecta l’ecofisiologia idemografia de les espècies. De fet, ve acorroborar estudis anteriors als mateixosboscos de Prades en què en uns experi-ments de fertilització i irrigació es va com-provar que l’aigua va afectar el creixementdiametral; i el nitrogen, la dinàmica foliar. El

23

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 23

tractament de sequera actual ha reduït elcreixement diametral dels troncs en un 37%,però no totes les espècies són afectades perigual. Algunes resulten força sensibles comArbutus unedo i Quercus ilex, que mostrenrespectivament, un creixement diametral77% i 55% més baix en condicions desequera, mentre que d’altres, com Phillyrealatifolia, no experimenten cap disminucióapreciable en el creixement diametral (fig. 7).La mortalitat dels individus mostra un patrósemblant, ja que Arbutus unedo i Quercusilex mostren una mortalitat més elevada quePhillyrea latifolia. Sota condicions de seque-ra, l’acumulació de biomassa total aèria delbosc ha minvat un 42%.

Per tant, l’experiment ha posat de manifestque sota condicions més àrides que lesactuals, els boscos mediterranis poden min-var bastant les seves taxes de creixement iper tant la seva capacitat per a segrestar car-boni atmosfèric. A més, com que no totes lesespècies vegetals en resultarien igualmentafectades, a llarg termini hi podria haver uncanvi en la composició específica del bosc, ien resultarien més afavorides, com és natural,les espècies més resistents a la sequera.

De totes maneres, les prediccions no sónmai fàcils, atesa la complexitat de la vida. Elsefectes del canvi climàtic es manifesten a ladinàmica de les poblacions vegetals a travésde l’establiment de nous individus i de la mor-talitat dels establerts. El balanç entre aquestsdos processos ens indica les tendències deles comunitats. En aquest experiment, s’haestudiat l’aparició i supervivència de novesplàntules d’alzina i fals aladern (Phillyrea latifo-lia), les dues espècies arbòries dominants.Aquestes espècies presenten en el bosc estu-diat diferents estratègies de reclutament: derebrots i de plàntules de llavor, respectiva-ment. Els resultats indiquen que l’aparició denoves plàntules de fals aladern està més afec-tada per la secada que el creixement de nousrebrots d’alzina. Aquestes diferències, però,desapareixen amb el desenvolupament de lesnoves plantes, de manera que la supervivèn-cia de plàntules i rebrots és semblant pocsanys després. Aquests resultats indiquen queels efectes de la secada són més importantsen les fases inicials del desenvolupament.Tanmateix, les diferències entre espèciespoden variar segons la fase de desenvolupa-ment: els adults d´alzina semblen menys resis-tents a la secada que els de fals aladern, peròles pautes de reclutament són les contràries.La cosa es complica encara més si conside-rem que la supervivència de noves plàntulesde moltes d’aquestes espècies, com perexemple l’alzina, depenen de trobar condi-cions en què no quedin exposades en excés ala radiació, sobretot en els estadis inicials. Sidisminueix molt la cobertura arbòria a causa

del canvi climàtic, també pot ser que dismi-nueixi la disponibilitat d’àrees on les plàntuleses puguin instal·lar.

Els matollars mediterranis

També es duen a terme estudis de les res-postes al canvi climàtic de l’altre gran grupd’ecosistemes terrestres, els matollars. Desta-ca el d’escalfament amb tècniques no intrusi-ves dut a terme al Garraf. Fins ara s’havienusat diverses tècniques per manipular la tem-peratura de l’ecosistema, com radiadors d’in-fraroig, cables enterrats i hivernacles, peròaquests mètodes impliquen pertorbacions nodesitjades d’alguns paràmetres físics (llum,vent o humitat relativa) o fins i tot d’una partde l’ecosistema (sòl). Una tècnica nova, l’es-calfament nocturn passiu, és el que ara s’em-pra a les brolles del Parc Natural del Garraf, enquè es manipula la temperatura de l’ecosiste-ma tot evitant aquests inconvenients.

L’escalfament nocturn passiu s’indueixcobrint, durant la nit, unes parcel·les de l’eco-sistema amb tendals fets d’un material refrac-tari a la radiació infraroja. D’aquesta maneraqueda retinguda una part de l’energia acumu-lada per l’ecosistema durant el període dellum solar. Amb aquesta metodologia s’aug-menta al voltant d’1ºC la temperatura de l’e-cosistema sense alterar altres variablesambientals. L’eixut s’indueix amb la mateixatecnologia, però cobrint les parcel·les ambtendals de plàstic impermeable mentre durenles pluges.

Aquests estudis mostren que la magnitudde la resposta a l’escalfament i a la sequerasembla molt diferent depenent de les condi-cions del lloc d’estudi. Els llocs freds i humits,com són els del Nord d’Europa, són més sen-sibles a l’escalfament, mentre que el nostrepaís, més càlid i més sec, és més sensible a la

24

0

0.5

1

1.5

sequera

control

Arbutus unedo Quercus ilex Phillyrea latifolia

*

*

Cre

ixem

ent

dia

met

ral d

el t

ronc

(mm

any

–1)

Figura 7. Diferent resposta a la sequera (disminuciódel 15% de la humitat del sòl) en les tres espèciesdominants de l’alzinar de Prades. (Basat en l’estudiOgaya et al., 2003).

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 24

sequera. També depèn de l’estació de l’any: elsprocessos són més sensibles a l’escalfament al’hivern que no pas a l’estiu, i, com passava alsboscos, les respostes són també dependentsde l’espècie, i fins i tot de l’individu.

La diferent direcció de la resposta a l’es-calfament segons l’estació de l’any lliga ambl’efecte que el fred hivernal té sobre la fisiolo-gia de les espècies mediterrànies. Sorpre-nentment, els resultats mostren que les condi-cions d’alta irradiància i relativament baixestemperatures poden afectar l’activitat fotoquí-mica d’aquestes plantes fins i tot més que nopas l’estrès produït per la sequera estival.

L’experiment de Garraf representa una deles localitats més eixutes i càlides d’un pro-jecte a escala europea d’estudi dels efectesdel canvi climàtic sobre les comunitatsarbustives, de manera que s’estudien elsefectes del canvi climàtic al llarg d’un gra-dient latitudinal i climàtic. En aquest gradientl’escalfament augmenta entre 0-24% la res-piració del sòl mentre que l’eixut la dismi-nueix un 12-29%. Per altra banda, la des-composició de la virosta no es veu afectadaa llarg termini, tot i que a curt termini l’eixutretarda la descomposició.

Es comprova així doncs que els canvis detemperatura i d’humitat afecten el desenvolu-pament de la vegetació i el funcionament delsecosistemes, per exemple alterant els ciclesdel carboni o del N o els balanços d’energia .La figura 6 ens mostra, com exemple de canvifuncional provocat pel canvi climàtic, elsresultats d’estudis experimentals a matollarsholandesos on s’aprecia com l’escalfamentaugmenta l’alliberament de nitrats als lixiviatsdel sòl.

Els experiments de sequera i d’escalfa-ment duts a terme al Garraf indiquen que lasequera fa disminuir el nombre de plàntules ila seva respectiva riquesa d’espècies (fig. 8).Aquesta disminució també es dóna, però en

proporcions molt menors, en el tractamentd’escalfament. Aquest efecte es produeixprincipalment a la germinació, i una vegada laplàntula s’ha establert, la seva supervivènciaestà poc afectada pels tractaments. En gene-ral, les espècies que actualment produeixenmenys plàntules són les que tindrien més pro-babilitats de desaparèixer en un escenariclimàtic més eixut. Quan les condicions, però,són més extremes, hi ha indicis que la respos-ta de les espècies pot ésser en alguns casosindependent de l’abundància actual de lesseves plàntules.

Tots aquests estudis suggereixen transfor-macions importants en la composició de lescomunitats vegetals com a conseqüència delcanvi climàtic. Aquestes transformacionspoden ser ràpides si les fluctuacions intera-nuals són importants, i si existeixen caracte-rístiques del medi que determinen llindars deresposta en condicions extremes.

Tota aquesta complexitat no fa gens fàcilpredir el sentit i la intensitat de les respostesd’aquests ecosistemes al canvi climàtic, peròaquests estudis mostren que hi haurà efectesimportants. El que sí és cert, és que en qual-sevol cas, les prediccions de la condició delsecosistemes mediterranis en les dècadesvinents requereixen un millor coneixement deles seves respostes als canvis climàtics i deprediccions regionalitzades del clima i usosdel sòl. Això encara és lluny de ser disponiblea causa de les inherents variabilitat i impredic-tibilitat del sistema climàtic a escala regional ien especial a la nostra regió mediterrània.Convindrà també recordar que és molt proba-ble que els canvis i les respostes no siguinsimplement lineals. Tampoc s’ha d’oblidar quela regió mediterrània viu, a més del canviclimàtic i atmosfèric, i tal com ja s’ha assen-yalat, l’abandonament de terres de cultiu i lafragmentació dels ecosistemes com dosgrans canvis en els usos del sòl (i la variaciódel règim de focs). Amb tot això, podem pre-veure que si continuen les coses com ara, ales properes dècades és fàcil que hi hagi mésecosistemes en estadis successionals prime-rencs i de menor complexitat ecològica.

I en casos extrems, erosió i desertització

Les disminucions de la productivitat vege-tal i de la reproducció en resposta a la seque-ra (o en menor grau a l’escalfament) es tra-dueixen en una disminució de la matèria orgà-nica que arriba al sòl, i també del reclutamentde noves plantes i del recobriment del sòl, totsells fenòmens que produeixen una disminucióde la seva capacitat de retenir l’aigua. Si elcontingut d’aigua del sòl minva, disminueix laproductivitat de la vegetació, i disminueixencara més l’entrada de matèria orgànica enun cercle viciós que es retroalimenta. Les dis-

25

0

1

2

3

4

2)

0

2

3

4

Nom

bre

d’e

spèc

ies

(qua

dra

t: 4

dm

2 )

control escalfament sequera

2

Figura 8. Exemple de canvis ecosistèmics estructuralsproduïts pel canvi climàtic: Disminució de la densitatd’espècies reclutades en parcel·les de brolles medi-terrànies del Garraf sotmeses a 1°C d’escalfament o auna disminució de la humitat del sòl de 20% (basaten l’estudi de Lloret et al., 2004).

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 25

minucions de l’aigua del sòl incrementen elrisc d’incendi i les disminucions de la cobertavegetal i de la matèria orgànica del sòl incre-menten, a més, el risc d’erosió. De fet, els ris-cos d’incendis i erosió són els més greus perals matollars mediterranis, especialment a leszones més àrides.

Com més àrida és l’àrea considerada,més triga la vegetació a recuperar-se desprésde sequeres múltiples i prolongades i /o d’in-cendis, tant perquè triga molt a construirnova biomassa com perquè sovint té lloc unadegradació del sòl, especialment si hi hasobreexplotació durant els períodes secs o sihi ha recurrència dels incendis. Es facilita aixíl’erosió i, en casos extrems, es pot arribar a ladesertització, un problema present ja enzones on els sòls dels ecosistemes degradatssón incapaços de retenir l’aigua proporciona-da per les tempestes ocasionals i extremesde la tardor, les quals provoquen avingudes imés erosió.

A les zones amb terrasses d’origen agríco-la, l’erosió és probablement una amenaçamenys immediata que a zones similars senseterrasses. Les àrees cremades del sud deCatalunya i, sobretot, de més al sud encara, alPaís Valencià, són susceptibles de patir erosióperquè en una gran proporció es localitzen acamps generalment sobre substrats margo-sos molt sensibles a l’erosió, on la precipitacióés poca (350-600 mm, o menys) i principal-ment concentrada a la tardor, i, on atès elprevi ús agrícola, hi ha un menor nombred’espècies rebrotadores. Aquests trets agreu-jarien els efectes directes de la sequera i por-tarien l’ecosistema a condicions més àrides.L’atractiu d’aquests ecosistemes per activitatsrecreatives com ara l’observació de la naturao la cacera podria disminuir i la quantitat decarboni emmagatzemada i absorbida també.És a dir, que els béns i els serveis dels ecosis-temes poden ser alterats profundament.

BBéénnss ii sseerrvveeiiss ddeellss eeccoossiisstteemmeess tteerrrreessttrreess..AAlltteerraacciióó ppeell ccaannvvii cclliimmààttiicc ii ggeessttiióó

Des del punt de vista antròpic, els ecosis-temes terrestres són sistemes multifuncionals,que compleixen tres grans tipus de funcions:productives, ambientals i socials. En la sevafunció productiva, subministren béns naturalsrenovables, com els aliments, les medecines,els productes fusters i els no fusters (pastures,suro, pinyes, caça, bolets, etc.). Entre les fun-cions ambientals i ecològiques destaquen elsserveis ecosistèmics prestats gratuïtament,com el manteniment de la biodiversitat, laregulació de la composició atmosfèrica i delclima, la regulació dels cicles biogeoquímics,la conservació del sòl i de l’aigua (per ex. pre-venció de l’erosió), o l’emmagatzematge de

carboni. Entre les funcions socials, les mésrellevants són els usos recreatius, educatius ide lleure, les oportunitats per a la recerca, elsseus valors tradicionals culturals i emocionals,així com el paisatge agradable que constituei-xen, funcions que donen peu a activitatseconòmiques importants com el turisme i l’ex-cursionisme. Està clar que els canvis que pro-dueixen els canvis climàtic i atmosfèric tindranun impacte sobre molts d’aquests béns i ser-veis i, per tant, impactes sobre els sistemessocioeconòmics, i també està clar que lesinfluències del canvi climàtic són difícils deseparar de les dels altres components delcanvi global com els canvis atmosfèrics, o elscanvis en els usos del sòl.

Per als propers anys: més estudis i més imillor gestió

Amb tots aquests estudis veiem com elscanvis atmosfèrics i climàtics afecten demanera important el funcionament i l’estructu-ra dels nostres ecosistemes terrestres tantpels seus efectes propis com per les sevesinteraccions. Per tal de conèixer i gestionarmillor en quin grau ho fan, són necessarisnous estudis experimentals en condicions almés properes possible a les naturals, i queaprofitin els avenços tecnològics, per exem-ple, aplicant-los als estudis del passat remot iproper i a la teledetecció. No cal dir, a més,que s’han de buscar les sinèrgies pròpies dela multidisciplinareïtat.

En qualsevol cas, els ecosistemes medite-rranis presenten una extraordinària varietat enl’espai i el temps, a més d’una gran resiliència.Aquesta heterogeneïtat multidimensional iresiliència són el resultat de la coevolució ambels humans i les seves activitats i els seus pai-satges culturals. Constantment evolucionenmodificats pels focs, els humans, i el seu bes-tiar i les seves eines. I ara, a més, pel canviclimàtic. La dinàmica dels nostres ecosiste-mes, gairebé tots seminaturals, es pot enten-dre com una sèrie de degradacions antro-pogèniques i regeneracions subseqüents. Defet, tant la sobreexplotació com la protecciócompleta poden dur a estadis inferiors de l’a-tractiu escènic i de la utilitat econòmica d’a-quests ecosistemes terrestres. La introducciód’estratègies d’ús multiple per a la gestió irehabilitació dels ecosistemes terrestresmediterranis requereix un gran esforç educa-cional, de recerca i governamental per a donaresperança al futur desenvolupament d’algunsd’aquests negligits i desolats ecosistemesterrestres com ara els matollars mediterranis idels seus recursos en el marc dels canvisactuals de clima i usos del sòl.

Heus ací alguns pensaments sobre cap onsembla que hauria d’anar la gestió dels eco-sistemes terrestres en relació al canvi climàtic.

26

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 26

- En els propers anys, les polítiques d’afo-restació d’espais agrícoles abandonats i dereforestació de zones pertorbades haurien detenir en compte les condicions que s’estan pro-jectant per al futur immediat. Entre aquestesdestaca la d’una decreixent disponibilitat hídri-ca com a conseqüència tant de la disminucióde les precipitacions i/o l’augment de l’evapo-transpiració potencial com de la demanda mésgran d’uns ecosistemes més actius.

- La gestió dels espais forestals, i delsnaturals en general, ha d’incorporar una esca-la de paisatge, on s’inclogui una planificació agran escala que consideri la combinació d’es-pais de tipus divers, així com el seu múltipleús i l’efecte de les pertorbacions, com perexemple els incendis forestals.

- La política de recerca i inventariat derecursos hauria de fer un esforç en la quantifi-cació del carboni a la biomassa subterrània ials sòls, a més del de la biomassa aèria, jaque aquestes dades són urgentment necessà-ries, però escasses.

- Per a pal·liar el canvi climàtic a través demés captació i menor pèrdua de CO2 s’hauriad’actuar sobre l’aforestació i la reforestaciócom s’ha assenyalat abans, i a més, s’hauriad’allargar la immobilització del carboni en elsproductes forestals i protegir els sòls.

- La gestió forestal hauria d’incorporar elcanvi de condicions ambientals, per exemplequan es defineixen les intensitats d’interven-ció i la seva freqüència. Per exemple, reduirles densitats de rebrots en boscos d’alta den-sitat s’ha vist com una manera efectiva de dis-minuir l’impacte de sequeres extremes.

- Per fer arribar al gran públic la problemà-tica del canvi climàtic i els seus efectes i inte-raccions amb els ecosistemes terrestres,tenim el canvi fenològic com a eina fàcil ipopular que mostra a tothom com el canviclimàtic afecta la vida. També s’haurien d’a-profitar esdeveniments com la sequera del1994 per conscienciar dels efectes d’unareducció d’aigua en els nostres ecosistemes.En aquests i en tots els altres termes esmen-tats s’haurien de difondre les activitats derecerca en els mitjans de comunicació. Tambés’hauria de donar suport a les activitats decomunicació (conferències, xerrades, etc.) onparticipin els actors implicats en la recerca i lagestió forestal i d’espais naturals.

IInnssttaall··llaattss eenn eell ccaannvvii

El nostre país, com el nostre planeta, coml’univers, està instal·lat en el canvi. Un canvique en moltes ocasions durant la història de laTerra ha estat espectacular, més que no pas elque ara coneixem com “Canvi Global”. Detotes maneres, molts d’aquests grans canviss’han produït a escala geològica, moltesvegades de milions d’anys, mentre que l’ac-

tual és dels especials perquè és un canviaccelerat que s’està produint en poquesdècades. I és important recordar que tots elscanvis descrits en aquestes darreres dècadeshan tingut lloc amb un escalfament que ésnomés un terç o menys del previst per al segleque ve. Els models climàtics no són perfectes,però la quasi unanimitat de tots ells, i el camíque estan seguint les temperatures fins ara,fan témer que poden ser encertats. És certque haurem d’esperar a veure què ens portenels propers anys, i àdhuc podria arribar a pas-sar que els models fallessin d’alguna manera(la màquina climàtica, i la vida són immensa-ment complexes, sovint no lineals), però demoment, el que veiem és que la biosfera bate-ga cada vegada amb més intensitat, perquèuna de les seves espècies, la humana, li pro-porciona recursos (CO2 i fertilitzants) i energia(escalfament) de forma accelerada fins queactuï algun factor limitant: aigua, llum, conta-minació..., o canvis en el comportament delshumans..., forçats o lliures. Seria com a mínimpoc intel·ligent esperar sense actuar a veure sila calor, la sequera i les pluges torrencialsdesertitzen les nostres terres o la mar engoleixel delta de l’Ebre.

BBiibblliiooggrraaffiiaa

DÍAZ-DELGADO, R., LLORET, F., PONS, X. i TERRA-DAS, J. (2002). Satellite evidence of decrea-sing resilience in Mediterranean plant com-munities after recurrent wildfires. Ecology,83: 2293-2303.

EMMET, B., BEIER, C., ESTIARTE, M., TIETEMA, A.,KRISTENSE, H.L., WILLIAMS, D., PEÑUELAS, J.,SCHMIDT, I. i SOWERBY, I. (2004). The respon-ses of soil processes to climate change:results from manipulation studies of shru-blands across an environmental gradient.Ecosystems, 7: 625-637.

LLORET, F., PEÑUELAS J. i ESTIARTE M. (2004).Experimental evidence of reduced diversityof seedlings due to climate modification ina Mediterranean-type community. GlobalChange Biology, 10: 248-258.

OGAYA, R., PEÑUELAS, J., MARTÍNEZ-VILALTA, J. iMANGIRÓN M. (2003). Effect of drought ondiameter increment of Quercus ilex, Philly-rea latifolia, and Arbutus unedo in a holmoak forest of NE Spain. Forest Ecology andManagement, 180: 175-184.

PEÑUELAS, J. i FILELLA, I. (2001) Phenology:Responses to a warming world. Science,294: 793-795.

PEÑUELAS, J. i LLUSIÀ, J. (2003). BVOCs: Plantdefense against climate warming? Trendsin Plant Science, 8: 105-109.

Peñuelas, J., Filella, I. i Comas, P. (2002)Changed plant and animal life cycles from1952-2000. Global Change Biology, 8:531-544.

27

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 27

STEFANESCU, C., PEÑUELAS J. i FILELLA, I. (2003)Effects of climatic change on the pheno-logy of butterflies in the northwest Medite-rranean Basin. Global Change Biology, 9:1494-1406.

Aquest article es basa en l’informe que elsautors varen elaborar sobre els sistemes natu-rals: Ecosistemes terrestres. a: J.E. Llebot ed.,Informe sobre el canvi climàtic a Catalunya.Institut Estudis Catalans, Barcelona, 2005.

28

atz16013-peñ 12/2/08 09:15 Página 28