Las principales líneas de investigación del grupo son las siguientes:

Efecto del cambio global en la estructura y funcionamiento de los ecosistemas semiáridos

Effect Global Environmental ChangeEn colaboración con distintos investigadores de la URJC y otras instituciones españolas y extranjeras, y en el marco de diversos proyectos de investigación (BIOCOM, BIOCHANGE, EPES e INTERCAMBIO), estamos utilizando aproximaciones observacionales y experimentales para evaluar cómo el cambio global al que están siendo sometidos los ecosistemas semiáridos va a afectar su estructura y funcionamiento. Estos estudios se están realizando a distintas escalas espaciales y en distintos tipos de ecosistemas semiáridos, utilizando tanto plantas vasculares como microorganismos y líquenes del suelo como organismos de estudio, por lo que su consecución permitirá una mayor generalización de las respuestas observadas.

Papel de los atributos de las comunidades bióticas como moduladores de la respuesta del ecosistema frente al cambio global

Role Biotic CommunityEn el marco del proyecto BIOCOM estamos evaluando si los atributos de las comunidades bióticas pueden modular la respuesta de los ecosistemas semiáridos al cambio global. Para ello utilizamos aproximaciones observacionales y experimentales, así como modelos de funcionamiento ecosistémico. Estos estudios se están realizando a distintas escalas espaciales y en distintos tipos de ecosistemas semiáridos, utilizando tanto plantas vasculares como microorganismos y líquenes del suelo como organismos de estudio. Esta línea de investigación ha comenzado en 2010.

Atributos de las comunidades bióticas y desertificación

Biotic Community AttributesEn el marco de los proyectos CEFEMED e INTERCAMBIO estamos evaluando el papel de la estructura de la vegetación en los procesos de desertificación, y en el desarrollo de nuevos indicadores de alerta temprana de desertificación que permitan establecer medidas de gestión y restauración antes de que el proceso de degradación del ecosistema sea irreversible. Nuestros esfuerzos en esta línea se han centrado en estudiar las consecuencias de la matorralización para el mantenimiento de la estructura y funcionamiento de los espartales semiáridos y en la evaluación del patrón espacial de la vegetación perenne como indicador de los procesos de desertificación. Los resultados obtenidos hasta la fecha indican que en el caso de los espartales la existencia de matorrales es claramente positiva, puesto que favorece un aumento de la diversidad de plantas vasculares y líquenes del suelo, mejorando también el funcionamiento del ecosistema. Los resultados proporcionan una evidencia clara de que no parece que los espartales se estén desertificando por el mero hecho de estar “matarrolizándose”. Respecto a los patrones espaciales de la vegetación y la desertificación, los resultados obtenidos indican que la cobertura de la vegetación perenne, y no dichos patrones, puede utilizarse de forma satisfactoria y robusta para evaluar la aparición temprana de procesos de desertificación en los espartales semiáridos ibéricos.

Interacciones bióticas

Interacciones bióticas Buena parte de mi investigación predoctoral ha estado dedicada a evaluar los efectos del esparto (Stipa tenacissima) y el pino carrasco (Pinus halepensis) en el establecimiento de plantones de especies arbustivas mediterráneas, así como a estudiar los mecanismos subyacentes a este efecto y su dinámica espacio-temporal en zonas semiáridas. Los resultados de esta investigación han demostrado como S. tenacissima facilita el establecimiento de los plantones de las especies arbustivas evaluadas, y que este efecto es más evidente conforme aumentan las condiciones de estrés ambiental. La interacción evaluada tiene un gran interés, ya que supone el primer caso documentado de facilitación de una especie leñosa por parte de otra herbácea en zonas semiáridas.

interacciones_bioticas_2Por lo que respecta a las investigaciones realizadas en zonas de pinar, los estudios realizados indican que los pinos facilitaron el establecimiento de los plantones de especies arbustivas en años relativamente lluviosos, aunque no en años secos. Este efecto estuvo mediado por la competencia entre los plantones de las especies arbustivas y el tapiz de especies herbáceas que se desarrolla bajo la copa de los pinos, lo que indica la existencia de una interacción indirecta entre los pinos y los arbustos en las repoblaciones semiáridas, mediada por las especies herbáceas. Estos estudios también revelaron un claro efecto negativo de los pinos introducidos en el estado fisiológico de ejemplares adultos de arbustos que no fueron eliminados cuando se realizó la repoblación. Los resultados de estos estudios tienen importantes implicaciones para la gestión de las repoblaciones semiáridas de P. halepensis, y contribuyen al debate sobre la idoneidad de su uso en zonas semiáridas de la cuenca mediterránea.

interacciones_bioticas_3Nuestra investigación actual en el ámbito de las interacciones planta-planta se centra en evaluar la respuesta de las interacciones planta-planta a variaciones en el nivel de estrés abiótico a distintas escalas espacio-temporales, en el estudio de los cambios ontogenéticos en el resultado de la interacción entre especies arbustivas y herbáceas y en el papel que las interacciones bióticas a nivel de comunidad tienen en el mantenimiento de la estructura y funcionamiento de los ecosistemas semiáridos.

En los últimos años hemos iniciado una línea de investigación donde estamos evaluando las interacciones que tienen lugar a nivel de comunidad entre los líquenes y musgos que forman parte de la costra biológica del suelo. Estos trabajos tienen como objetivo estudiar las interacciones de facilitación/competencia que se establecen entre estos organismos a lo largo de gradientes de estrés abiótico, así como evaluar su papel en el mantenimiento de la estructura y funcionamiento de los ecosistemas semiáridos. Este trabajo está permitiendo conocer aspectos muy poco estudiados hasta la fecha sobre la ecología de este importante grupo de organismos.

Papel de la costra biológica en el funcionamiento de los ecosistemas semiáridos

Papel de la costra biológicaEn la actualidad estamos llevando a cabo distintas experiencias para evaluar los efectos de la costra biológica en la hidrología, la respiración edáfica y los flujos de nutrientes en ecosistemas semiáridos del centro y SE de la Península Ibérica, así como a explorar el papel que los atributos de la comunidad (patrón espacial, diversidad, cobertura y equitatividad) tienen en el funcionamiento del ecosistema a pequeña escala en matorrales gipsícolas semiáridos. Para ello utilizamos aproximaciones observacionales y experimentales, entre los que se encuentran los primeros experimentos realizados con la costra biológica en los que se manipulan atributos como la cobertura, riqueza de especies y patrón espacial.

Efectos de la heterogeneidad edáfica en el funcionamiento del ecosistema

Efectos heterogeneidad edáficaDurante mi tesis participé en distintos proyectos encaminados a evaluar los efectos de heterogeneidad espacial en la distribución de las propiedades edáficas en el establecimiento y desarrollo de arbustos de zonas áridas a distintas escalas. En uno de los experimentos realizados durante mi tesis, se caracterizó el patrón espacial de la supervivencia de una plantación de Pistacia lentiscos, para lo cual se utilizó una nueva metodología de análisis espacial, el análisis espacial mediante índices de distancia (“Spatial Analysis by Distance Indices”, SADIE). Estos análisis revelaron que la mortalidad de los plantones de esta especie no fue aleatoria, y que fue dependiente de la variación a pequeña escala de propiedades edáficas superficiales como el contenido en arena, la resistencia a la penetración y el porcentaje de la superficie del suelo. Estos resultados tienen importantes implicaciones para mejorar la restauración de las zonas semiáridas degradadas, y contribuyen a mejorar nuestro conocimiento de las relaciones entre la heterogeneidad de los factores abióticos y la respuesta de las poblaciones de plantas en zonas semiáridas.

Efectos heterogeneidad edáficaDurante mi estancia post-doctoral en la Universidad de Duke realicé distintos experimentos para evaluar si factores de cambio global, como el aumento en la concentración de CO2, el aumento en la disponibilidad de nutrientes y los cambios en la diversidad, interactúan con la heterogeneidad edáfica a la hora de determinar los patrones de productividad y toma de nutrientes a nivel de individuo y comunidad. Los resultados de estos experimentos revelaron la presencia de numerosas interacciones en las que intervino la heterogeneidad edáfica, indicando que ésta puede ser un agente relevante a la hora de modular la respuesta de las comunidades vegetales al cambio global.

En la actualidad estamos continuando esta línea con distintos experimentos que pretenden evaluar el papel de la heterogeneidad edáfica como modulador de los procesos ecosistémicos frente a cambios en la identidad y riqueza de los grupos funcionales de plantas.

Caracterización y restauración de ecosistemas semiáridos degradados

Caracterización y restauración de ecosistemasEn el ámbito de la caracterización de los ecosistemas semiáridos, nuestro trabajo se ha centrado en la puesta a punto para su uso en los espartales ibéricos de la metodología de análisis de funcionamiento del paisaje (“Landscape Function Analysis”, LFA), desarrollada por David Tongway (CSIRO, Australia) en zonas semiáridas australianas. Los resultados obtenidos sugieren que esta metodología es apropiada para caracterizar el estado funcional de los espartales semiáridos, y han proporcionado valiosa información sobre la importancia de los factores bióticos, las características de la vegetación y los impactos derivados de la actividad humana en el pasado como determinantes de la biodiversidad y la funcionalidad de estos ambientes. En la actualidad, estamos utilizando herramientas de teledetección para calibrar la metodología LFA, lo que permitirá su aplicación sobre grandes extensiones de terreno.

Junto con la utilización de la facilitación en las actividades de restauración, comentada anteriormente, en el marco del proyecto EXPERTAL hemos llevado a cabo distintos experimentos para evaluar el papel de distintos tratamientos (hidrosiembra, riego y fertilización) en la restauración de taludes de carretera.

Especies invasoras

Especies invasorasMi experiencia hasta la fecha en este tema es bastante limitada, aunque es un tema que me ha interesado bastante en el pasado. Durante mi estancia en la Universidad de Montana trabajé con Kurt Reinhart y Ragan Callaway estudiando los mecanismos subyacentes a la expasión de Acer platanoides en zonas forestales y riparias de Montana. Encontramos que los ejemplares adultos de esta especie actúan como “ingenieros del ecosistema”, modificando las propiedades edáficas y el microclima y facilitando el establecimiento de las plántulas. Nuestra post-doc Sara Mouro está evaluando el efecto de la invasión de Carpobrotus edulis en la estructura y funcionamiento de ecosistemas dunares en Portugal.

Análisis espacial de datos ecológicos

Análisis espacial de datos ecológicosDurante mi tesis doctoral apliqué distintas técnicas para analizar los patrones espaciales de un espartal semiárido, así como para evaluar la dinámica espacio-temporal de la supervivencia de una repoblación de Pistacia lentiscus. Entre los métodos que he utilizado destacan técnicas que no habían sido utilizadas previamente en ecología, como el modelo lineal de corregionalización y el análisis espacial utilizando la distribución acumulada de las distancias entre manchas y las probabilidades de transición, técnicas que pude aplicar gracias a la colaboración de Francisco Rodríguez y Richard Webster, respectivamente. No obstante, mi método preferido es SADIE (“Spatial analysis by distance indices”), desarrollado recientemente por Joe Perry en Rothamsted Research (UK). Este método es muy atractivo debido a su facilidad de uso, sencilla base matemática y a la cantidad de información que proporciona, y creo que tiene un gran potencial para el análisis de datos ecológicos (puede visitar la página web de SADIE para más información sobre este método, así como para descargarte artículos y software). Más recientemente, he colaborado con Marcelino de la Cruz y Adrián Escudero en el desarrollo de nuevos métodos para el análisis de datos de puntos. Asimismo, he coordinado el grupo de trabajo ECESPA, creado en el seno de la Asociación Española de Ecología Terrestre y dedicado al fomento de la utilización de técnicas de análisis de datos espacialmente explícitos en ecología, entre 2005 y 2008.

Conservación del medio ambiente y desarrollo industrial en Sax (Alicante)

Conservación del medio ambiente SaxMis primeros pasos en el mundo de la investigación estuvieron encaminados a evaluar las principales características ecológicas y problemas ambientales de mi pueblo natal, Sax. Mi principal motivación durante la realización de este trabajo fue el contribuir a llenar el vacío de información existente sobre el tema cuando comencé mis estudios universitarios y producir información de utilidad para que las autoridades competentes pudieran mejorar la gestión del medio ambiente sajeño. Los resultados de este trabajo han sido publicados en revistas científicas y de divulgación, entre las que destaca la revista local El Castillo de Sax. Este trabajo derivó también en la publicación del primer artículo sobre Sax publicado en una revista internacional (Environmental Management), así como en la edición de dos libros centrados en el medio ambiente y la flora medicinal de Sax, respectivamente.

 
 
 
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