Taller de playas y dunas costeras: Patrones y procesos para su conservación y manejo

Transcripción

1 Taller de playas y dunas costeras: Patrones y procesos para su conservación y manejo Ecología de costas. Día 3. Adaptaciones 26 febrero 2014 Dra. Marisa Martínez MmartinezV@iingen.unam.mx marisa.martinez@inecol.mx

2 Patrones y procesos: el meollo de la ecología (depende)

3 Heterogeneidad ambiental Taller de playas y dunas costeras febrero, II-UNAM

4 Además de la heterogeneidad, se caracterizan por el gradiente ambiental desde la playa hacia tierra adentro Bosques inundables o manglares Dunas frontales Hondonada Océano Playa Dunas Laguna

5 Taller de playas y dunas costeras febrero 2014, II-UNAM Duna parabólica Cima Pendiente de barlovento Pendiente de sotavento (externa) Hondonada (interna) Dirección del viento Cima Brazo Hondonada

6 Movimiento de arena acumulado (cm) pendiente interna borde cima N R N R N R N R Precipitación (mm) Más variación en el tiempo y en el espacio 200 (Martínez et al. 1997) 0 N R N R N R N R

7 El movimiento de arena cambia a lo largo del año y con la presencia de vegetación. 25 Arena acumulada 20 protegido expuesto cm N D J F M A M J J A S O Martínez 2003

8 En las zonas bajas hay inundaciones (pero no siempre). Precipitación (mm) EFMAMJ JASONDEFMAMJ JASONDEFMAMJ JASONDEFMAMJ JASOND Profundidad del manto freático (cm) (Martínez et al. 1997)

9 Total especies región Factores limitantes para las especies en ambientes de playas y dunas Temperatura FILTROS AMBIENTALES Precipitación Radiación Estacionalidad Vientos Inundaciones Salinidad Pobreza en nutrientes Vientos desecantes Spray salino Inundaciones marinas Inundaciones con agua dulce Suelos salinos Movimiento arenas: Abrasión Enterramiento Erosión Dinámica sedimentaria anual Mov arena Especies dunares La adaptación NO es dirigida Sobreviven los que tienen las características Pero no las desarrollan-jirafas

10 En las dunas costeras el movimiento de arena, la salinidad, la inundación y la sequía son factores limitantes para las semillas y plantas Cómo sobreviven en estos ambientes?

11 Cuáles son las respuestas de las plantas ante estos factores? Experimentos de germinación Experimentos de crecimiento de plántulas (Martínez et al. 1992, 1994; 2001; Moreno-Casasola et al. 1994; Martínez y Moreno-Casasola 1996; Pérez-Maqueo 1995; López-Portillo y Martínez, no publ.; Maun 1994; 1998)

12 Cómo responden las semillas y las plantas cuando son cubiertas con arena?

13 Cuando la arena cubre una planta 5 cm Profundidad Temperatura 34 C Humedad 2 % Materia orgánica 100 cm 20 C 5 % 5 % Maun 1999

14 Semillas enterradas en la arena Latencia de semillas: banco de semillas Germina? NO Plántulas SI Los destinos de las semillas enterradas. Cada especie es diferente Emerge? NO SI Decaimiento biótico (Modificado de Maun, 1998)

15 La germinación disminuye con el enterramiento (% final) Profundidad Especie Control Baja Intermedia Alta Sesuvium Palafoxia Andropogon Panicum Sporobolus Qué factores inhiben? (temperatura, oxígeno, oscuridad)

16 La germinación se mantiene igual en condiciones de enterramiento (% final) Profundidad Especie Control Baja Intermedia Alta Ipomoea stolon Ipomoea pescaprae Panicum repens Chamaecrista chamaercistoides Las semillas más grandes toleran mejor el enterramiento

17 La germinación se incrementa en profundidades intermedias o altas (% final) Profundidad Especie Control Baja Intermedia Alta Amaranthus greggii Canavalia rosea Aumenta la humedad local?

18 Planta o plántula Enterramiento parcial Enterramiento total Decaimiento biótico NO Emerge? Cada especie es diferente (Modificado de Maun, 1998) Los destinos de las plántulas o plantas enterradas. SI Crecimiento lento Crecimiento vigoroso

19 La forma de vida es importante para tolerar el enterramiento. (Packham y Willis, 1997)

20 Supervivencia (%) de plántulas de tres especies de dunas expuestas a diferentes profundidades de enterramiento en en relación con su altura máxima (H) (Maun 1994; 1998) Profundidad Cakile edentula Agropyron psammoph. Panicum virgatum Control (0) H H H H H H Strophostyles helvola

21

22 Con el enterramiento aumenta la biomasa de las plántulas 10 Porcentaje de meristemos cubiertos con arena control 50% 100% Biomasa seca (g) Palafoxia Chamaecrista Schizachyrium Canavalia Ipomoea Trachypogon

23 Con el enterramiento aumenta la producción de hojas en Agropyrum psammophilum (H = altura de la planta) (Maun 1999) 20 No. de hojas H 50 H 75 H 100 H Semanas después del enterramiento

24 Con el enterramiento aumenta la longitud entre nodos de Cakile edentula (Maun 1999) 4.2 Longitud del entrenodo (cm) enterrado control Tiempo (días)

25 Esfuerzo reproductivo y biomasa de Cakile edentula en plantas enterradas a los 25 días de germinadas (Maun 1994) Profundidad Flores por planta (no.) Frutos por planta (no.) Masa de frutos por planta (mg) Biomasa de la planta (mg) a 7.8 a a a b 11.3 b b b b 12.4 c b b Se reproducen y crecen mejor en condiciones de enterramiento

26 Modelo general de respuestas al enterramiento Plantas psammofilas Plantas de otros ambientes Plantas tolerantes (Maun 1998)

27 Por qué crecen más cuando son cubiertas con arena (menos superficie fotosintética)? Meristemos? Microorganismos? Tasa fotosintética? 1.4 Captura de CO 2 (mg m -2 s -1 ) cm 20cm 40cm Tiempo después del enterramiento (días) Mayor captación de CO2 en Ammophila breviligulata (Yuan et al. 1993)

28 Efecto del enterramiento en las comunidades (Maun 1998) Número de especies Arena desnuda Profundidad de enterramiento

29 Respuestas a la sequía Evitan la sequía Toleran la sequía Evitan la desecación Toleran la desecación Evitan la deshidratación Toleran la deshidratación (Maun 1994)

30 Colonizadoras y formadoras de dunas

31 Supervivencia ante diferentes condiciones de sequía en Chamaecrista chamaecristoides lx control seco sequia moderada aspersión Tiempo (días) (Martínez et al. 1994)

32 12 10 Biomasa total (g) La biomasa de Chamaecrista fue mayor en el control 2 0 Control Sequía moderada Aspersión Seco Conforme aumentó la sequía la biomasa asignada a raíces se incrementó R/S (Martínez et al. 1994) 0 Control Sequía moderada Aspersión Seco

33 0.05 RGR (g g -1 día -1 ) Las tasas de crecimiento disminuyeron con la menor disponibilidad de agua 0.00 Control Sequía moderada Aspersión Seco El área foliar fue mucho mayor con humedad. Área foliar (cm 2 ) (Martínez et al. 1994) 0 Control Sequía moderada Aspersión Seco

34 Respuestas a la sequía Supervivencia por 3 meses Disminuye la biomasa Más biomasa a raíces Menores tasas de crecimiento Menos hojas y más chicas (área foliar)

35 Hondonadas-inundaciones Taller de playas y dunas costeras febrero, II-UNAM

36 Qué pasa cuando hay inundaciones? Canavalia rosea no es tolerante a la inundación con agua dulce (ni permanente ni intermitente) 100 Germination (%) control inundado (Martínez et al. 2002)

37 100 Chamaecrista Palafoxia Germination (%) Control Intermittent, scarified Intermittent, not scarified Permanent, not-scarified Permanent, scarified Control Intermittent, not scarified Permanent, not-scarified Time (days) Ipomoea Germination (%) Control Intermittent, scarified Estas tres especies toleran la inundación intermitente (agua dulce) 0 Intermittent, not scarified (Martínez et al. 2002)

38 Si la inundación es con agua marina? Son tolerantes a la salinidad?

39 Hay un gradiente de tolerancia a la salinidad durante la germinación: % germinación acumulada control (agua dulce) 25% agua de mar 50% agua de mar Tiempo (días) Inhibición con recuperación total Panicum maximum, P. repens, Sporobolus virginicus, Pappophorum vaginatum, Ambrosia artemisiifolia (Martínez et al., 1992) % germinación acumulada Inhibición con recuperación parcial Amaranthus greggii, Palafoxia lindenii, Andropogon glomeratus, Chamaecrista cham Tiempo (días) Inhibición osmótica? Toxicidad iónica? % germinación acumulada Tolerancia Sesuvium portulacastrum, Trachypogon plumosus Tiempo (días)

40 Germination (%) Chamaecrista Palafoxia control control intermitente, no escarificada Intermitente permanente, no esc. Permanente escarificada Time (days) Otras especies son inhibidas por la inundación marina y se recuperan levemente al transferirlas a agua dulce. La inundación permanente es más inhibitoria (Martínez et al. 2002)

41 Pero cuando hay inundaciones con agua marina Germination (%) Canavalia Control Inundado Tiempo (días) Las semillas de Canavalia no pueden germinar. (Martínez et al. 2002)

42 Ambrosia 100 Germination (%) Time (days) Ambrosia no parece verse afectada por las inundaciones marinas.

43 Concentración de sales (mm) en tres especies creciendo en condiciones de salinidad (Packham y Willis 1997). Especie Ubicación Na K Cl Suaeda maritima ambiental citoplasma vacuola Triglochin maritimum ambiental 500 Citoplasma 148 Eleocharis uniglumis ambiental 74 citoplasma 192

44 Entonces - Movimiento de arena, sequía, inundaciones, salinidad. Gradientes de tolerancia. La mala vida