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Ecología de sistemas naturales fragmentados en condiciones semiáridas= Ecology of fragmented natural systems under semiarid conditions
(2015-09-22) Zapata Pérez, Víctor Manuel; Robledano Aymerich, Francisco; Facultad de Biología
Introducción y objetivos El creciente desarrollo humano que a lo largo de la historia ha sufrido las zonas Mediterráneas, ha provocado que la cantidad de impactos a los que se ven sometidos los sistemas naturales en estas áreas haya sido enorme. Esto ha provocado una importante degradación de las zonas naturales. Algunos de estos impactos vienen derivados de los procesos de fragmentación resultantes de los desarrollos urbanos y agrícolas. Los efectos de los mismos sobre las formaciones naturales bajo condiciones semiáridas han sido poco estudiados. Por ello, los objetivos generales de la presente tesis son: i) Conocer la biodiversidad asociada a fragmentos naturales y los efectos de la urbanización o la agricultura sobre la misma. ii) Estudiar el comportamiento de grupos indicadores (vegetación y aves) en redes de sistemas naturales bajo diferentes fisionomías vegetales (bosques, matorrales arbolados y matorrales). iii) Investigar acerca del comportamiento de los mecanismos de dispersión de arbustos mediterráneos de frutos carnosos por aves en estos sistemas. iv) proponer medidas de gestión para el incremento de la biodiversidad, la mejora paisajística e incentivar la restauración pasiva en estas áreas. Metodología La metodología utilizada ha sido variada según el capítulo de la tesis referido. De manera genérica, en diversos fragmentos naturales con composición vegetal variada, se han realizados muestreos de aves y vegetación (densidades y frecuencias respectivamente). Con estos datos, se han calculado índices de conservación para ambos grupos y de diferente índole (regional, nacional y Europeo). También se obtuvieron datos de variables físicas que actuarían como factores independientes en los análisis. Dichas variables se basaban en medidas de cobertura de diferentes estratos, fisionómicas de la mancha, y variables paisajísticas. Las técnicas estadísticas utilizadas fueron variadas, utilizando análisis contrastados como Análisis de Componentes Principales (ACP), modelos de regresión mixtos ó análisis de correlación. También se utilizaron otras técnicas estadísticas novedosas como los Análisis Parciales de Regresión. Por otro lado, para los experimentos de dispersión, se utilizaron bandejas de recogida para la medida de la lluvia de semillas en posaderos seleccionados. También se obtuvieron datos de producción y de consumo. Con todo ello, se pudo determinar la Dispersión de Semillas Efectiva. Por otro lado, se hicieron aproximaciones a los movimientos de dispersión mediante observaciones directas del consumo y posterior movimiento, así como jornadas de anillamientos y recogidas de excrementos. Resultados y Conclusiones Entre los principales resultados que se han obtenido se ha observado un comportamiento diferente de la vegetación y las aves ante la fragmentación. La baja movilidad de las especies vegetales hacen que la influencia de la fragmentación y del efecto borde quedé más patente. En el caso de las aves, ciertas especies (con interés nacional o europeo) obtienen mayores abundancias con niveles intermedios de degradación, pudiendo verse beneficiadas por desarrollos intermedios. A este respecto, se proponen la inclusión de áreas buffer entre las zonas urbanas y naturales, así como evitar el aislamiento total de parches naturales en futuros desarrollos urbanos. En cuanto a la fisionomía de estas zonas fragmentadas, las restrictivas condiciones semiáridas reducen la posibilidad de mantener masas arbóreas auto-sostenibles en estas áreas. Paisajes de matorral o matorral arbolado presentan mejores comunidades vegetales y avícolas, además de ser más acordes con las condiciones ambientales. En cuanto a los procesos de dispersión, tienden a concentrarse en el interior de las manchas naturales, con bajos flujos hacia zonas adyacentes (excepto zonas ajardinadas), existiendo una direccionalidad interna hacia los ejemplares arbóreos que pueden actuar como perchas y plantas nodrizas. En el futuro estos resultados deberían tenerse en cuenta para mejorar las condiciones naturales de zonas fragmentadas Mediterráneas. PhD THESIS ABSTRACT ECOLOGY OF FRAGMENTED NATURAL SYSTEMS UNDER SEMIARID CONDITIONS Introduction and objectives Along the history, Mediterranean areas had suffered the impacts generated by human development growth. This fact has caused a degradation of natural areas. Some of these impacts derived from fragmentation process promoted by urban and agricultural developments. The effects of these have been little studied under semiarid conditions. For that, the aims of this thesis are: i) To know biodiversity in this natural fragments and the effects of urbanizations and agricultural on this. ii) To study the behavior of indicator groups (vegetations and birds) in nets of natural patches with different vegetation physiognomies (forests, shrub woodlands and scrublands). iii) To research about the behavior of seed dispersal mechanisms of Mediterranean fleshy fruits by birds in this systems. iv) To propose management measures to increase biodiversity, the landscape improvement and encouraging passive restoration in these areas. Methods A different methodology has been used according to the chapter of the thesis. In general way, in natural fragment with different flora composition, birds and vegetation have been sampled (density and frequency). With this data, conservation indexes at different level (local, national and European) have been calculated. Also, physical variables as independent factors in the analyses have been obtained. These variables are based on cover measures of different strata, patch physiognomy and landscape variables. Statistical variables were contrasted analyses as Principal Component Analyses (PCA), mixed models or correlation analyses. Also, other news statistical techniques as Partial Least Square Regressions (PLRS) have been used. In the other hand, for seed dispersal experiments, collecting trays to know seed rain in selected perches have been installed. With all, Seed Dispersion Effectiveness could be calculated. Finally, seed dispersion movement has been studied while directed observations of consume, ringing days and faecal collection. Results and Conclusions A different response of birds and vegetation to urban development has been found. Low mobility of flora species makes a greater influence of fragmentation and edge effect in that. For birds, some species (with national or European interest) obtain greater abundances with intermediate degradation levels. So, these species may benefit for intermediate developments. At this respect, the inclusion of buffer areas between urban and natural zones has been proposed. As physiognomy of these fragmented areas, restrictive conditions of semiarid lands reduce the possibility of maintain self-sustaining tree patches. Scrublands or shrub woodlands present better vegetation and bird communities. Furthermore, they are more consistent with the environmental conditions. As for seed dispersal processes, tends to concentrate inside the patch, with few seeds flow to adjacent areas (except garden areas). There is a internal directionality towards trees individuals that may act as perches and nurse plants. So, in the future, this results should be taken into account to improve natural conditions of fragmented Mediterranean areas.
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Forestaciones en tierras agrarias de la Región de Murcia : cambios medioambientales y paisajísticos
(2017-07-19) González Botía, Miguel Ángel; Pérez Morales, Alfredo; Romero Díaz, María Asunción; Facultad de Letras
El objetivo principal de esta tesis ha sido el estudio de las consecuencias derivadas de las forestaciones de tierras agrarias abandonadas en la Región de Murcia (FOTARM), considerada una medida agroambiental de la PAC, que pretende paliar los graves problemas de erosión, degradación y desertificación, derivados de dicho abandono. Primeramente se ha realizado un minucioso análisis de las forestaciones, que se llevaron a cabo en dos periodos: el primero (y principal) de 1994 a 1999, (llegando a la implantación de más de 8.500 ha en todo el territorio murciano) y durante el año 2005 (sólo se forestaron unas 60 ha). Del conjunto de parcelas forestadas, se ha realizado una selección, considerando diferentes criterios como: métodos de plantación, tipos de suelos y litología, orientación, diversidad biológica, preparación de suelos …), y en ellas se ha realizado un estudio detallado. En el parcelario también se ha llevado a cabo un estudio de las especies vegetales utilizadas en la forestación, siendo destacable el gran predomino de pinos y acebuches (debido a que fueron las especies más utilizadas en forestaciones predecesoras), dejando en segundo plano el uso de quarcíneas como la encina y el quejigo, o especies productoras de fruto como el algarrobo y el nogal. También han sido utilizadas aunque de manera residual (con menor predominio), especies de porte arbóreo como el almez y el ciprés cartagenero; o especies arbustivas como el aladierno, lentisco, taray, madroño, coscoja o la retama; siendo el uso de estas especies vegetales vital para la formación de masas mixtas heterogéneas con diversidad de especies para la formación de bosque Mediterráneo. Se ha aplicado un análisis estadístico, en el que se observa como las variables dependientes de las especies vegetales (aspectos morfológicos como la altura, cobertura foliar o diámetro de tronco) han mostrado una evolución positiva sobre el grado de desarrollo de estas; y respecto a las variables independientes (edafología, litología, orientación, altitud, precipitación…) se ha comprobado estadísticamente que las forestaciones tienden a ser favorables. Además desde un punto silvícola, se ha realizado un análisis evolutivo de las masas forestales de la Región de Murcia, basado en los datos obtenidos de los 4 Inventarios Forestales Nacionales y sus correspondientes Mapas Forestales de España, donde se han tenido en cuenta las FOTARM, constatando el aumento de la superficie forestal con sus grados de cubierta en los últimos 20 años. Los resultados muestran los beneficios de interés paisajístico, ambiental y socioeconómico que estas medidas agroambientales conllevan, basados en la evaluación de los cambios más significativos producidos en el territorio (cambios de uso de suelos y alteración de paisaje) desde finales del siglo XX hasta la actualidad, mediante el reconocimiento de fotografías aéreas (de los vuelos 1981,1997, 2002 y 2011). Siendo estos cambios referentes en la modificación del entorno estudiado en relación a la vegetación (eliminación, creación o permanencia de comunidades vegetales), geomorfología (modificación aparente del relieve, a causa de procesos erosivos), patrimonio (alteración de vías pecuarias, destrucción de edificaciones, asentamientos históricos…) y paisaje (permanencia, mejoras o antropización). También se ha realizado un estudio de casos análogos de forestaciones en otras regiones españolas (Navarra, Castilla la Mancha, Aragón, País Vasco, La Rioja, Madrid), destacando la disparidad de las actuaciones de forestación en cuanto a la funcionalidad de estas, tendiendo a desarrollar una función productora más que protectora. Como conclusión más importante es la demostración de que dichas forestaciones poseen gran influencia en el medio que les rodea (control de erosión, proliferación de fauna silvestre, proliferación de flora asociada a las forestaciones, mejora de suelos, aumento de la calidad ecológica del medio agrario, potencia el valor ambiental de tierras marginales…), pudiendo verse plasmado en el cambio secuencial histórico que se ha propuesto en el trabajo realizado. En definitiva, en este trabajo ha sido posible observar los cambios que han sufrido en su explotación las distintas forestaciones, usos anteriores y la evolución de los paisajes. SUMMARY The main objective of this thesis was to study of the consequences of afforestation of abandoned agricultural land in the Region of Murcia (FOTARM), considered an agri-environmental measure of the CAP, which seeks to alleviate the serious problems of erosion, degradation and desertification, derived from such abandonment. Firstly, a detailed analysis of afforestations was carried out in two periods. The first (and main) from 1994 to 1999, (extending more than 8,500 hectares throughout the whole territory of Murcia) and during 2005 (only 60 hectares were forested). From the set of forested plots a selection was made, taking into consideration different criteria such as: planting methods, types of soils and lithology, orientation, biological diversity, soil preparation ..., and a detailed study has been carried out. In the plots of land there has also been a study of the plant species used in the forestation, being notable the great predominance of pines and wild olive trees (owing to the fact that they were the most used species in predecessor forestations), leaving in second place the use of Quercus such as holm oak and oak, or fruit-producing species such as the carob tree and walnut. Others species have been used although in a residual way (with less predominance), such as the European nettle tree and the Cartagena cypress; Also shrub species such as buckthorn, mastic, tamarisk, strawberry tree, kermes oak or broom shrub; the use of these plant species being vital for the formation of heterogeneous mixed forest areas with a diversity of species for the formation of Mediterranean forest. A statistical analysis has been applied, in which the dependent variables of the plant species (morphological aspects such as height, leaf cover or stem diameter) have shown a positive evolution in the degree of their development. And with respect to the independent variables (soil, lithology, orientation, altitude, precipitation ...), it has been statistically verified that afforestation tends to be favorable. In addition to a silvicultural view, an evolutionary analysis of the forest areas of the Region of Murcia has been carried out, based on the data obtained from the 4 National Forest counts and their corresponding Forest Maps of Spain, taking into account FOTARM, noting an increase in forest area with its levels of cover in the last 20 years. The results show the landscape, environmental and socio-economic benefits that these agri-environmental measures entail, based on the evaluation of the most significant changes produced in the territory (changes in land use and alteration of landscape) from the end of the 20th century to the present , through the examination of aerial photographs (flights 1981, 1997, 2002 and 2011). These changes are related to the modification of the studied environment in relation to vegetation (removal, creation or permanence of plant communities), geomorphology (apparent modification of the relief due to erosion processes), heritage (alteration of livestock routes, destruction of buildings, historical settlements ...) and landscape (permanence, improvements or anthropization). A study of similar cases of afforestation in other Spanish regions (Navarra, Castilla La Mancha, Aragón, The Basque country, La Rioja, Madrid) has also been carried out, highlighting the disparity in afforestation actions in terms of their functionality, tending to develop a productive rather than protective function. The most important conclusion is the demonstration that these forestations have a great influence in the environment around them (erosion control, proliferation of wildlife, proliferation of flora associated with afforestation, improvement of soils, an increase in the ecological quality of the agricultural environment, enhancement of the environmental value of marginal lands ...), and can be seen in the historical sequential change that has been observed. In short, in this work it has been possible to observe the changes undergone in the use of different afforestations, previous use of land and the evolution of landscapes.
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Gestión forestal e impactos ambientales en el paisaje mediterráneo de Andalucía
(Murcia: Universidad de Murcia, Servicio de Publicaciones, 1998) Jurado Doña, Vicente
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Tropical forests : climate variability, vegetation productivity and human disturbance= Bosques tropicales: variabilidad climática, productividad de la vegetación y perturbación humana
(2016-09-16) Mohd Razali, Sheriza; Marín Atucha, Arnaldo Aitor; Ainuddin Nuruddin, Ahmad; Facultad de Biología
Los objetivos de esta tesis son: i. Evaluar la realización del mapeado de la imagen MODIS de los diferentes usos/cobertura de suelos de la Reserva del bosque Pasoh (península de Malasia) utilizando el método de clasificación de no supervisión. ii. Desarrollar el sistema de evaluación y clasificación de la sequía en Malasia suroeste durante la estación del monzón en una zona propensa a la sequía usando los datos del satélite recogidos del MODIS. iii. Evaluar la perturbación humana en NNPP y desarrollar un mapa de apropiación humana NPP usando el criterio de la actividad humana. iv. Comparar el impacto de crecimiento de la población humana en los dos bosques tropicales de Malasia y Tailandia. Los bosques tropicales desempeñan un papel importante para mantener el ambiente y mitigar el calentamiento global del planeta. Al mismo tiempo, la agricultura es crítica para soportar tanto la vida humana como la mayor parte de la economía de los países asiáticos del suroeste, especialmente en Malasia. Esta tesis presenta los factores más destacables que contribuyen en las perturbaciones de los bosques tropicales y el desarrollo de la agricultura en la región, y desarrolla un sistema de modelado de bajos costes que se podrían usar para evaluar los impactos humanos en la Producción Primaria Neta (PPN). El estudio ayudará a entender mejor las consecuencias de las perturbaciones humanas, incluyendo el crecimiento de la población y los cambios climáticos, y de modo especial las sequía en los bosques y en las tierras de agricultura en el suroeste de Asia. Por ello se usa las imágenes de resolución moderada MODIS junto con otros datos públicos disponibles para desarrollar este modelo. La tesis identifica los tres factores más cruciales: la variabilidad del clima, la productividad de la vegetación y las perturbaciones humanas, incluyendo el crecimiento de la población. Este crecimiento poblacional es la causa de la mayor parte de los problemas ambientales de los bosques tropicales, y por lo tanto facilitar orientaciones que puedan ayudar para el buen desarrollo de la Política Nacional de los Bosques y de la Biodiversidad. El capítulo 1 introduce la metodología de análisis de imágenes de MODIS para el desarrollo de los modelos SIG, así como la clasificación de las capas de información de los usos del suelo. El capítulo 1 se basa en la viabilidad del uso de las imágenes MODIS combinado con el uso del suelo, los mapas topográficos y las imágenes de ALOS que sirve para clasificar las capas de uso del suelo. Particularmente para la resolución de mapas de los bosques naturales y las plantaciones. El capítulo 2 enfoca los cambios de la vegetación en los bosques naturales y las plantaciones sometidos a las condiciones de la sequía. Este capÍtulo desarrolla el monzón del suroeste de Malasia (M-SWM) sometido a las condiciones de la sequía usando los índices de de la Malasia Peninsular. En el capítulo 3 se valora el impacto de las actividades humanas en estas áreas en producción primaria neta (conocido como HNPP). El capitulo3 enfoca el impacto de la actividad humana en la producción primaria neta que clasifica los niveles del impacto humano en las zonas forestales. El capítulo 4 evalúa el consumo de la producción primaria neta per cápita, los recursos de extracción de los bosques y la contaminación que provienen de la actividad agricultura en dos bosques tropicales del suroeste de Asia situados en Malasia y Tailandia. El capítulo 4 compara el impacto de la proyeccion del crecimiento de la poblacion en el NPP, la extraccion de los recursos forestales y la contaminación en los bosques de Malasia y Tailandia en los proximos 30 años. Abstract The aims of this thesis are: i. To assess the performance of MODIS imaging for mapping different land uses/covers in the Pasoh Forest Reserve, Peninsular Malaysia using unsupervised classification methods . ii. To develop a classification system for drought assessment for the Malaysia Southwest Monsoon season, in a drought-prone area using satellite image data from MODIS. iii. To assess human disturbance impacts on NPP and to develop maps of human appropriation of NPP using human activity criteria (Chapter 3). iv. To compare human population growth impacts on two tropical forests, one in Malaysia and one in Thailand. Tropical forests play an important role in maintaining the environment and mitigating global warming. At the same time, agriculture is critical to support human life as well as a major part of the economy in Southeast Asian countries, particularly Malaysia. This thesis presents the major factors contributing to disturbances in tropical forests and agricultural land in the region, and develops a low-cost modeling system that can be used to assess human impacts on Net Primary Productivity (NPP). The study will assist in better understanding and appreciating the consequences of human disturbances, including population growth and climate change, particularly drought to the forests and agricultural lands in Southeast Asia. Moderate resolution MODIS image along with other publicly available data, are employed to develop this model. The thesis identifies the three most crucial factors: climate variability, vegetation productivity and human disturbance including population growth that cause most of the problems in tropical forests, hence providing insights that can be helpful in developing effective national forest and biodiversity policies. Chapter 1 introduces the method of using MODIS image for developing land use/land cover classification maps. Chapter 2 focuses on monitoring vegetation in natural forests and plantations under drought conditions. Chapter 3 assesses the impact of human activities in these areas, on net primary productivity (known as HANPP), and Chapter 4 to assess net primary productivity consumption per capita, forest resource extraction and pollution from agricultural activity in two tropical forests of Southeast Asia, one in Malaysia and one in Thailand. Chapter 1 assesses the feasibility of using MODIS images, combined with land use and topographical maps and ALOS imaging, for classifying land cover for the study area, particularly for mapping natural forests and plantations. Chapter 2 develops the Malaysia Southwest Monsoon (M-SWM) drought classification using MODIS indices for Peninsular Malaysia. Chapter 3 provides an assessment of human activity impact on net primary productivity that rating human impact levels for forest areas. Chapter 4 compares projected human population growth impacts on NPP, forest resource extraction and pollution on Malaysian and Thai forests, for the next 30 years.

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