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Tema 1. Bases científicas para la selección de especies I

1Pilar Castro Díez

Tema 1. Bases científicas para la selección de especies I: Caracteres

vegetativos 1. Introducción

2. Concepto de estrategia y propuestas de clasificación

3. Estructura de hojas, tallos y raíces

4. Reparto de biomasa y tasa de crecimiento

5. La ontogenia modifica estructura y función de las plantas


2Pilar Castro Díez

1. Introducción

¿Qué hacer para seleccionar especies para revegetar?


3Pilar Castro Díez

2. Concepto de estrategia y propuestas de clasificaciónLos filtros ambientales determinan qué especies tienen éxito

Clima Suelo Perturbaciones


4Pilar Castro Díez


Cierre estomático

Elevada inversión En raíz

Reducción de área foliar

Metabolismo CAM o C4

Hojas cubiertasde tomento

Reducción deactividad


5Pilar Castro Díez


Síndrome

Estrategia

Elevada inversión En raíz

Hojas cubiertasde tomento

Cierre estomáticoReducción deactividad

Reducción de área foliar

Metabolismo CAM o C4


6Pilar Castro Díez


Strasburger (1986)

Tipos vitales de Raunkiaer FanerófitosCaméfitosHemicriptófitosCriptófitosTerófitos


7Pilar Castro Díez

Ecuatorial

02040

6080

100

Subtropical

0

20

40

60

80

100

Desierto

0

20

40

60

80

100

Fan Cam Hem Crip Ter

Mediterráneo

Estepa

Templado

Fan Cam Hem Crip Ter


Tomado de Cain (1944)


8Pilar Castro Díez


C

SR

Nivel de perturbación

Nive

l de

com

pete

ncia

Nivel de estrés

Estrategias de Grime (CSR)

Estré

s

perturbación

R

S

C


9Pilar Castro Díez

2. Concepto de estrategia y propuestas de clasificaciónEstrategias de Grime (CSR)

Característica R S C

Longevidad Baja Alta Alta/Media

Edad reproducción Temprana Tardía Media

Número de á l

Alto Bajo Medio/Bajo

Tamaño propágulos Pequeño Medio/Grande Medio/Grande

Tamaño planta Pequeño Medio Grande

Tasa de crecimiento Alta Baja Alta

Almacén de reservas Bajo Alto Bajo

Eventos reproductivos

Semélparos Iteróparos Iteróparos

Tipo de ambiente Rico, con perturbaciones, baja densidad de población

Pobre, sin perturbaciones

Rico, sin perturbaciones, alta densidad de población

(Grime et al. 1988)


10Pilar Castro Díez


Estrategias de Westoby (LHS)

Altura (Height)

Peso de semilla (Seed mass)

Hoja: SLA

SLA= área /masa

ProductividadDurabilidad



3.1. Estructura de las hojas ÁREA FOLIAR

?

Area foliar media Prop

orci

ón m

asa

en t a

llos

Westoby & Wright 2003

Pickup et al. 2005




Niinemets et al. 2006




?

30 º C25 º C

25 ºC

Transpiración



3.1. Estructura de las hojas MASA ESPECÍFICA

SLM = Peso seco / área foliar (SLA = 1/SLM)

Resistenciafísica Palatabilidad Tasa ftsLongevidad

+ + --

LMA



3.1. Estructura de las hojas MASA ESPECÍFICA

SLM = Densidad x Espesor

mg/cm2 = mg/cm3 x cm

Lambers et al. (1998)

Q. ilex subsp ballota

¿Qué propiedades priman en ambientes con estrés?¿Y en ambientes con perturbaciones?



3.2. Estructura de los tallos

Funciones de los tallos en plantas terrestres

SoporteTransporteCompetencia




FUNCIÓN SOPORTE (Givnish 1995)




(Mauseth 2001)

(Sección transversal de un tallo de herbácea Digitalis)

Diagrama en bloque que muestra la estructura del tallo de una leñosa (Esau,1977)



3.2. Estructura de los tallos: el xilema

Elementos traqueales de la madera de coníferas y dicotiledóneas

(Tyree et al. 1995)

Juniperus oxycedrus

Pistacia lentiscus

Q. ilex




Ley de Hagen Poiseuille. A, B y C tienen la misma conductancia (Tyree et al. 1995)

xérico mésico

tropical

boreal

humedad

Tª

Tendencias ecológicas del tamaño de los vasos en gradientes de humedad y Tª(Tyree et al. 1995).



Precipitación

Q. coccifera Q. ilex


(Villar et al. 1997)



3.3. Estructura de las raíces

Funciones de la raízAbsorciónTransporteAnclajeAlmacén

Variables ProfundidadExtensión lateralIntensividad (SLR)Grosor

SLR = longitud / peso seco



3.3. Estructura de las raíces: arquitectura

Eryngiumcampestre

Echinopsritro

(Guerrero-Campo 1998)



3.3. Estructura de las raíces: arquitectura

Guerrero-Campo 1998)




RGR = ∆ Peso /Peso0 x tiempo

RGR = (LnP2- LnP1)/(t2-t1)

t1 t2

LnP2

LnP1

Grupo RGR (mg g-1 día-1)

Herbáceas 100-400

Lianas 150

Árboles caducifolios

50-200

Árboles perennifolios

10-130 (Villar et al. 2004)




RGR = LAR x NAR

día-1 = m2 g-1 x g m-2 día-1

RGR

Capacidad de competencia

Tolerancia al estrés

Tolerancia a perturbaciones

Morfológ. Fisiológ

SLA x LMF



4. Reparto de bimasa y tasa de crecimiento

Cornelissen et al. 1996

Porstmuth & Niinemets 2006



5. La ontogenia modifica la estructura y la función de las plantas

% de luz disponible para una plántula y para un adulto de la misma especie

-10

-5

-1Disponibilidad de agua en el suelo en verano para plantas en distinta etapa de su desarrollo.

Ψsuelo(MPa)




altura

LAR, RGR

Fts/resp




Correlación entre caracteres funcionales medidos en plántulas (eje x) y adultos (eje Y) en las mismas especies. Cornelissen et al. 2003.



BIBLIOGRAFÍA

Cain, S. A. 1944. Foundations of plant geography. Harper & Brothers, New York.Castro-Díez, P et al. 1998. Stem anatomy and relative growth rate in seedlings of a

wide range of woody plant species and types. Oecologia. 116:57-66.Cornelissen, et al (1996). Seedling growth, allocation and leaf attributes in a wide

range of woody plant species. Journal of Ecology: 84: 755- 765.Cornelissen, J.H.C., et al. 2003. Funtional traits of woody plants: correspondence of

species ranking between field adults and laboratory-grown seedlings? Journal ofVegetation Science. 14:311-322.

Esau, K. 1977. Anatomy of seed plants. John Wiley & Sons, Inc.Givnish, T.J. 1995. Plant stems: biomechanical adaptation for energy capture and

influence on species distributions. En Plant stems: Physiology and functionalmorphology Ed. Gartner, B.L. Academic Press, San Diego, pp. 3-49.

Grime, J. P., et al 1988. Comparative plant ecology. A functional approach to commonBritish species. Unwin Hyman, London.

Guerrero-Campo, J. 1998. Respuestas de la vegetación y de la morfología de las plantas a la erosión del suelo. Valle del Ebro y Prepirineo aragonés. Consejo de protección de la Naturaleza de Aragón, Zaragoza. 257 p.



BIBLIOGRAFÍALarcher, W. 1980. Physiological plant ecology. Springer-Verlag, Berlin. 303 p.Niinements, Ü., et al 2006. Leaf size modifies support biomass distribution among

stems, petioles and mid-ribs in temperate plants. The New Phytologist. 171:91-104.

Pickup, M., et al 2005. Dry mass costs of deploying leaf area in relation to leaf size. Functional Ecology. 19:88-97.

Porsmuth A & Niinemets Ü.; 2007. Structural and physiological plasticity in response to light and nutrients in five temperate deciduous woody species of contrastingshade tolerance. Funct. Ecol. 21: 61-77.

Strasburger, E. (1986). Botánica. 7ª edición. Editorial Marín.Tyree, MT, et al 1994. Biophysical perspectives of xylem evolution: is there a tradeoff

of hydraulic efficiency for vulnerability to dysfunction? IAWA journal. 15:335-360.Villar, R., et al 2004. Tasas de crecimiento en especies leñosas: aspectos funcionales

e implicaciones ecológicas. En Ecología del bosque mediterráneo en un mundo cambiante Ed. Valladares, F. Ministerio de Medio Ambiente. Organismo Autónomo de Parques Naturales, Madrid, pp. 191-227

Villar-Salvador, et al. 1997. Stem xylem features in three Quercus (Fagaceae) species along a climatic gradient in NE Spain. Trees. 12:90-96.

Westoby, M. and I.J. Wright 2003. The leaf size - twig size spectrum and itsrelationship to other important spectra of variation among species. Oecologia. 135:621 - 628.

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