Project CGL2008-1275/BOS:

Summary: The human-induced change of natural landscapes is considered to be a major cause of biodiversity losses at a global scale. However, fragmentation science is still ambiguous and unable to provide general rules explaining how ecosystems response to landscape degradation. Despite the abundant findings on the functional disruption of many ecological processes, such as plant-animal interactions, the mechanistic links between the patterns of habitat structural modification and the demographic responses of organisms are still lacking. This proposal aims to evaluate how landscape configuration at different spatial scales do affect the demographic responses of plants mediated by plant-animal interactions. Our study system will involve plants of the fragmented montane forests of the Cantabrian range. By studying seed dispersal and recruitment of bird-dispersed trees at a fine scale, we seek to demonstrate that the spatial position of individuals of different species in a fragmented landscape affects the magnitude of interaction with seed dispersers and accounts for most of the differences between species in the spatial patterns of regeneration. By evaluating the demography of a perennial herb at a wider scale, we predict that the landscape configurations that promote smaller population sizes, larger population isolation and stronger edge effects, would affect negatively the functioning of plant-animal interactions and generate negative trends in population dynamics. The projected research involves two new approaches since: 1) it considers the fragmented landscape under a continuum model that represents the continuous gradients of habitat quantity and spatial configuration; and 2) it promotes the use of mechanistic approaches to link habitat spatial configuration to plant demographic responses.

Resumen:La modificación antropogénica de los paisajes naturales está considerada como una causa principal de la pérdida de biodiversidad a escala global. A pesar de esta importancia aplicada, la investigación en fragmentación sufre de ambigüedad conceptual e incapacidad para generar reglas generales sobre la respuesta ecosistémica a la alteración de los paisajes. Aunque existe abundante información sobre los desbarajustes funcionales de muchos procesos ecológicos, como las interacciones planta-animal, en escenarios fragmentados, es necesario aún vincular de forma mecanicista los patrones de modificación estructural de los hábitats a la respuesta demográficas de los organismos. Este proyecto tiene como finalidad evaluar la influencia de la configuración del paisaje a distintas escalas espaciales en las respuestas demográficas de plantas mediadas por interacciones planta-animal. Para ello se estudiarán plantas de los bosques montanos fragmentados cantábricos. Estudiando la dispersión de semillas y el reclutamiento de árboles ornitócoros a escala espacial fina, se pretende demostrar que la posición espacial de los individuos de distintas especies en un paisaje heterogéneo repercute en su magnitud de interacción con las aves dispersantes, y explica las diferencias entre especies en los patrones espaciales de regeneración en hábitats fragmentados. Evaluando la demografía de una planta herbácea perenne a escala espacial amplia, se predice que configuraciones paisajísticas que promueven menores tamaños poblacionales, mayor aislamiento entre poblaciones y mayores efectos de borde, repercuten negativamente en el funcionamiento de las interacciones y generan tendencias negativas en las dinámicas de población. Los aspectos novedosos de este trabajo son: 1) la concepción del paisaje fragmentado como un sistema continuo, no dicotómico, representable mediante gradientes de cantidad y configuración espacial de hábitat, y 2) el uso de aproximaciones mecanicistas para establecer vínculos causales entre la configuración espacial y las respuestas demográficas de las plantas.

Project IB08-039:

Resumen: El cambio climático inducido por la emisión antrópica de gases con efecto invernadero está considerado como uno de los motores principales de pérdida global de bioversidad. El incremento de temperatura promedio global, el adelanto de las estaciones, el aumento de variabilidad interanual en las precipitaciones y el aumento de la frecuencia de los eventos meteorológicos extremos, provocan cambios fisiológicos y demográficos en los organismos con claros efectos en su persistencia local o regional. A pesar de las evidencias crecientes y generalizadas entre taxones, biomas y áreas geográficas, de desbarajustes biológicos derivados del cambio climático, no existe aún un marco conceptual que permita explicar y predecir sus efectos biológicos de forma integradora. En este proyecto partimos de la base de que todos los efectos negativos del cambio climático pueden interpretarse bajo el prisma de los desajustes espaciales y/o temporales entre distintas facetas del ciclo de vida de los organismos (crecimiento, supervivencia, reproducción), y las condiciones y recursos (bióticos y abióticos) que regulan dichas facetas. Nuestro objetivo general es analizar la importancia de los desajustes espacio-temporales asociados al cambio climático en organismos de la Cordillera Cantábrica, una zona geográfica con alta susceptibilidad de efectos negativos de cambio climático y donde los estudios de esta temática son prácticamente inexistentes. Consideraremos tres sistemas modelo de organismos que presumiblemente estarán afectados por distintos mecanismos de desajuste: dos están basados en interacciones planta-animal (hierbas vernales e insectos polinizadores, árboles ornitócoros y aves frugívoras dispersantes de semillas) y el otro analiza la respuesta de anfibios anuros a las condiciones abióticas de reproducción.  El proyecto permitirá, en primer término, la verificación de hipótesis mecanicistas sobre el efecto a corto plazo de la variabilidad ambiental asociada al clima sobre los procesos biológicos. En segundo término, proporcionará información esencial para la identificación de parámetros diana del Plan de seguimiento a largo plazo de cambio climático a desarrollar en el futuro Instituto Cantábrico de Biodiversidad y Ecología (ICAB, CSIC-Universidad de Oviedo-Principado de Asturias).