Owing to climate change, natural forest disturbances and consecutive salvage logging are drastically increasing worldwide, consequently increasing the importance of understanding how these disturbances would affect biodiversity conservation and provision of ecosystem services. In chapter II, I used long-term water monitoring data and mid-term data on α-diversity of twelve species groups to quantify the effects of natural disturbances (windthrow and bark beetle) and salvage logging on concentrations of nitrate and dissolved organic carbon (DOC) in streamwater and α-diversity. I found that natural disturbances led to a temporal increase of nitrate concentrations in streamwater, but these concentrations remained within the health limits recommended by the World Health Organization for drinking water. Salvage logging did not exert any additional impact on nitrate and DOC concentrations, and hence did not affect streamwater quality. Thus, neither natural forest disturbances in watersheds nor associated salvage logging have a harmful effect on the quality of the streamwater used for drinking water. Natural disturbances increased the α-diversity in eight out of twelve species groups. Salvage logging additionally increased the α-diversity of five species groups related to open habitats, but decreased the biodiversity of three deadwood-dependent species groups. In chapter III, I investigated whether salvage logging following natural disturbances (wildfire and windthrow) altered the natural successional trajectories of bird communities. I compiled data on breeding bird assemblages from nine study areas in North America, Europe and Asia, over a period of 17 years and tested whether bird community dissimilarities changed over time for taxonomic, functional and phylogenetic diversity when rare, common and dominant species were weighted differently. I found that salvage logging led to significantly larger dissimilarities than expected by chance and that these dissimilarities persisted over time for rare, common and dominant species, evolutionary lineages, and for rare functional groups. Dissimilarities were highest for rare, followed by common and dominant species. In chapter IV, I investigated how β-diversity of 13 taxonomic groups would differ in intact, undisturbed forests, disturbed, unlogged forests and salvage-logged forests 11 years after a windthrow and salvage logging. The study suggests that both windthrow and salvage logging drive changes in between-treatment β-diversity, whereas windthrow alone seems to drive changes in within-treatment β-diversity. Over a decade after the windthrow at the studied site, the effect of subsequent salvage logging on within-treatment β-diversity was no longer detectable but the effect on between-treatment β-diversity persisted, with more prominent changes in saproxylic groups and rare species than in non-saproxylic groups or common and dominant species. Based on these results, I suggest that salvage logging needs to be carefully weighed against its long-lasting impact on communities of rare species. Also, setting aside patches of naturally disturbed areas is a valuable management alternative as these patches would enable post-disturbance succession of bird communities in unmanaged patches and would promote the conservation of deadwood-dependent species, without posing health risks to drinking water sources. / In Folge des Klimawandels treten in Wäldern vermehrt natürliche Störungen auf, wodurch wiederum die Zahl an nachfolgenden Sanitärhieben (Räumungen) drastisch gestiegen ist. Wie sich natürliche Störungen und Sanitärhiebe auf die biologische Vielfalt und die Bereitstellung von Ökosystemleistungen auswirken können, ist bisher jedoch nur unzureichend bekannt. In Kapitel II nutzte ich langfristige Wassermonitoringdaten und mittelfristige Biodiversitätsdaten über zwölf Artengruppen, um die Effekte von natürlichen Störungen (Windwurf und Borkenkäfer) und Sanitärhieben auf die Konzentrationen von Nitraten und gelöster organischer Kohlenstoffe (GOK) in Bächen und Artenzahl zu quantifizieren. Die Ergebnisse zeigen, heraus, dass natürliche Störungen zu einer temporären Erhöhung der Nitratwerte führen, welche dennoch laut Angaben der Weltgesundheitsorganisation immer noch als unbedenklich eingestuft werden können. Die Sanitärhiebe hatten keinen zusätzlichen Einfluss auf die Nitrat- und GOK-Konzentrationen und daher keinen Einfluss auf die Wasserqualität. Daraus lässt sich schließen, dass sich weder natürliche Waldstörungen in Wassereinzugsgebieten noch die damit verbundenen Sanitärhiebe auf die Trinkwasserqualität aus auswirken. Natürliche Störungen erhöhten die Artenzahlen in acht von zwölf Artengruppen. Zusätzlich erhöhten die Sanitärhiebe die Artenzahlen von fünf Artengruppen, welche auf offene Lebensräume angewiesen sind, verringerte jedoch die Artenzahlen von drei xylobionte Artengruppen. In Kapitel III habe ich untersucht, ob Sanitärhiebe nach natürlichen Waldstörungen zu sukzessiven Veränderungen der Vogelgemeinschaften führen. Hierzu habe ich die taxonomische, funktionelle und phylogenetische Diversität von Brutvogelgemeinschaften aus neun Untersuchungsregionen in Nordamerika, Europa und Asien über die Zeit von 17 Jahren verglichen und analysiert, ob sich das jeweilige Diversitätsmaß verändert, wenn seltene, häufige und dominante Arten unterschiedlich gewichtet werden. Ich konnte zeigen, dass Sanitärhiebe zu signifikant größeren Unterschieden geführt haben als zufällig zu erwarten gewesen sind und dass diese Unterschiede über die Zeit sowohl für seltene, häufige und dominante Arten, als auch für evolutionäre Linien, und funktionelle Gruppen fortdauern. Diese Unterschiede waren am größten für seltene, gefolgt von häufigen und dominanten Arten. In Kapitel IV untersuchte ich wie sich die β-Diversität von 13 taxonomischen Gruppen zwischen ungestörten Wäldern, gestörten und ungeräumten Wäldern sowie gestörten und geräumten Wäldern 11 Jahre nach Windwurf und anschließender Räumung unterscheidet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sowohl Windwurf als auch Räumung Änderungen in der β-Diversität bewirken. Windwurf allein jedoch scheint diese Änderungen in der β-Diversität innerhalb der Behandlung bewirken zu können. Über ein Jahrzehnt nach dem Windwurf war der Effekt des Sanitärhiebes auf die β-Diversität innerhalb der Behandlung nicht mehr nachweisbar. Der Effekt auf die β-Diversität zwischen den Behandlungen blieb jedoch bestehen, wobei sich die xylobionten Gruppen und seltenen Arten stärker veränderten als die nicht-xylobionten Gruppen oder häufigen und dominanten Arten. Basierend auf diesen Ergebnissen schlage ich vor, dass der Einsatz von Sanitärhieben sorgfältig gegen ihre langfristigen Auswirkungen auf Gemeinschaften seltener Arten abgewogen werden muss. Zusätzlich, besteht mit dem Belassen von natürlich gestörten Waldgebieten eine wertvolle Managementalternative, da diese Flächen eine natürliche Entwicklung von Vogelgemeinschaften ermöglichen und xylobionte Arten fördern, ohne dass die Trinkwasserqualität negativ beeinträchtigt wird.

Los insectos saproxílicos, que dependen de la presencia de madera muerta y/o en descomposición, de hongos de la madera, o bien de la presencia de otros organismos saproxílicos, en algún momento de su ciclo vital, desempeñan una función clave para el correcto funcionamiento de los ecosistemas de bosque, actuando como recicladores de los nutrientes contenidos en la madera en descomposición. La diversidad de insectos saproxílicos, y más concretamente de coleópteros, así como la estructura de los ensambles que conforman, se encuentran condicionadas por una serie de variables de carácter físico, químico y biótico. Comprender cómo este amplio conjunto de variables afecta a los patrones espacio-temporales de las comunidades, resulta esencial a la hora de elaborar estrategias de manejo de los ecosistemas, que permitan preservar este tipo de fauna, en muchas ocasiones, amenazada. Con este marco de fondo, el objetivo general de esta tesis doctoral reside en analizar el conjunto de factores ambientales que afectan a la diversidad y a la distribución espacio-temporal de los ensambles de coleópteros saproxílicos que habitan los bosques mediterráneos de roble melojo ubicados en el oeste de la península ibérica para, de este modo, poder proponer una serie de directrices a seguir, a la hora de manejar este tipo de ecosistemas. Este objetivo general se divide en una serie de objetivos específicos, cada uno de los cuales ha derivado en la redacción de un artículo científico y que pueden ser consultados de manera individualizada en los capítulos II, III y IV. En el capítulo II se evaluó la influencia de un total de 24 variables ambientales a nivel de paisaje y a nivel de árbol, muchas de ellas consecuencia del manejo tradicional del bosque en el oeste ibérico por parte del hombre, analizando la riqueza observada de especies y empleando los estimadores de diversidad verdadera. El estudio permitió demostrar que, son muchas las variables que deben ser tenidas en cuenta a la hora de aplicar estrategias de manejo de los ecosistemas forestales y que no todos los métricos empleados para evaluar la diversidad de los ensambles saproxílicos responden de la misma manera frente a esas variables derivadas del manejo. De acuerdo con los resultados obtenidos, es posible establecer una serie de recomendaciones para la gestión forestal de áreas sometidas a técnicas tradicionales de manejo: favorecer en cierta medida la apertura del medio, reducir la carga ganadera y la explotación de madera a nivel vecinal, mantener en el paisaje un elevado volumen de madera en avanzado estado de descomposición, realizar un trasmoche selectivo de cierta cantidad de árboles para acelerar la aparición de oquedades y conservar los denominados “árboles hábitat”, que presenten microhábitats potenciales para este tipo de fauna, ya sean oquedades o tumores. El capítulo III se centró en analizar la posible influencia de los factores abióticos de temperatura y humedad relativa, en los patrones intranuales mostrados por los ensambles de coleópteros saproxílicos que habitan los bosques de roble melojo en la península ibérica, tanto en términos de riqueza como de composición de especies. Además, se abordó el estudio del tamaño corporal, como un rasgo que puede afectar tanto a la fisiología como a la eficacia biológica (fitness) de las especies y que podría explicar, al menos en parte, la dinámica temporal de estos ensambles. Este estudio permitió demostrar que la dinámica temporal de los ensambles de coleópteros saproxílicos que habitan los bosques de roble en el oeste ibérico está condicionada, al menos en gran medida, por las fluctuaciones anuales de las variables abióticas de temperatura y humedad relativa. Considerando el marco actual de calentamiento global, el hecho de conocer cómo ambas variables abióticas afectan a la estructura y diversidad de estos ensambles, permitirá predecir algunas de las consecuencias que el cambio climático puede tener en la distribución temporal de estas comunidades faunísticas. Además, se observó que no todas las especies de coleópteros saproxílicos muestran la misma plasticidad a la hora de adaptarse a esas fluctuaciones de temperatura y que muchas de ellas pueden permanecer activas únicamente bajo un cierto rango térmico. En este sentido, se recomienda profundizar en el estudio de los rangos térmicos de las especies, ya que proporcionará información muy valiosa a la hora de tratar de entender los patrones temporales mostrados por estos ensambles. Finalmente, en el capítulo IV, se estudió la influencia que pueden tener las emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COVs) por parte del roble melojo, en los ensambles de coleópteros saproxílicos que emplean esta especie arbórea como planta hospedadora. Para ello, se partió de la premisa de que los árboles añosos (generalmente de mayor tamaño y en un estado de descomposición avanzado) son más visitados por los insectos saproxílicos, que en el caso de los árboles más jóvenes (generalmente de menor porte y en un estado de descomposición nulo o poco avanzado); las emisiones de COVs podrían explicar, al menos en parte, ciertos aspectos de la etología de este grupo de insectos. A pesar de la ausencia de significación estadística, los resultados mostraron una tendencia clara, que indicó que los árboles de mayor porte (árboles añosos, en un estado de descomposición avanzado) emiten este tipo de compuestos con una mayor intensidad que los árboles de menor tamaño. Si tenemos en cuenta, además, que este estudio demostró que los árboles añosos, de mayor perímetro (generalmente en un estado de senescencia más avanzado) albergaron una mayor riqueza de especies de coleópteros saproxílicos, se llega a la conclusión de que la emisión de COVs debe ser tenida en cuenta como una variable más (dentro del amplio conjunto de las ya comentadas en apartados previos), que puede estar condicionando la dinámica espacio-temporal de los ensambles de coleópteros saproxílicos que habitan los bosques de roble melojo en la península ibérica. Este estudio abre una novedosa vía de investigación que permitirá profundizar en el estudio de la relación directa que puede existir entre los compuestos químicos emitidos por los árboles y la fauna saproxílica circundante.