Esta tesis doctoral aborda el estudio del transporte de agua y la ecohidrología de distintas especies que componen los ecosistemas forestales de la cuenca mediterránea. El objetivo general consiste en evaluar su respuesta a las sequías y la aridez como aproximación para entender los posibles efectos del cambio climático en estos ecosistemas. En concreto, se analiza el rol de distintas estrategias de uso de agua (isohídrica vs. anisohídrica), la influencia del decaimiento inducido por sequía, y la capacidad de aclimatación de rasgos funcionales que determinan el uso de agua. Para ello, en primer lugar, se realiza una revisión del estado del arte actual sobre el balance hídrico en bosques de Pinus halepensis y Quercus ilex, así como su respuesta a la variabilidad climática y a las condiciones previstas por distintos modelos de cambio climático. En segundo lugar, se analiza la transpiración en individuos de Pinus halepensis y Quercus coccifera en climas mediterráneos secos y subhúmedos, evaluando su sensibilidad a los cambios en la humedad del suelo y la demanda hídrica de la atmósfera, así como su contribución a la evapotranspiración y al balance hídrico del sistema. A continuación, se realiza un seguimiento estacional de variables hidrológicas y fisiológicas en individuos de Pinus halepensis y Quercus ilex en un bosque mixto de ambas especies, analizando su respuesta a las variaciones de humedad del suelo y demanda hídrica de la atmósfera, e incluyendo individuos sanos y decaídos de Quercus ilex. Por último, se estudia cómo varían 11 rasgos funcionales que controlan el uso de agua en 6 poblaciones de Fagus sylvatica localizadas en un amplio gradiente de temperatura y precipitación, desde la zona más árida y mediterránea de su distribución geográfica, hasta su límite más húmedo y frío en la región de los Alpes franceses. / Tesis financiada con una ayuda FPI-MINECO (Referencia: BES-2016-078686)

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El trabajo realizado incluye varias aproximaciones para comprender las respuestas de los bosques de pinares de Pinus halepensis a diferentes condiciones ambientales y en concreto a las esperadas de acuerdo con las previsiones del cambio climático. En primer lugar, se propone una herramienta que permite la aplicación de una gestión forestal hidrológicamente orientada mediante el uso de datos LiDAR. En segundo lugar, se estudia en qué medida la humedad del suelo representa una variable adecuada para explicar las variaciones de crecimiento de Pinus halepensis en un gradiente de aridez. Además, se analizan las diferentes repuestas de la variable transpiración en esta especie, dependiendo de las características de sitio e intensidad de tratamiento de clara aplicado. Por último, se examina el crecimiento y el almacenamiento de agua en el tallo en un entorno de un experimento manipulativo con condiciones realistas de cambio climático en dos coníferas del semiárido.

Esta memoria de tesis doctoral pretende proporcionar conocimiento experimental sobre el impacto de la sequía, en el contenido de agua en el suelo y en la vegetación a diferentes escalas. Se considera la vegetación a escala de individuo o especie, en su estadío de brinzal y su vinculación en uno de los flujos hídricos más importantes como es el consumo de agua por las plantas. En este sentido, se estimaron los requerimientos hídricos y límites de tolerancia a la sequía en brinzales de tres especies usadas para repoblación en el Mediterráneo Español y se evalúo la resistencia a la sequía en especies de otros ecosistemas como los Andes Ecuatorianos, en relación a sus rasgos morfo-funcionales. Por otra parte, se toma en cuenta la vegetación a escala de comunidad y paisaje. Se analiza el efecto de un año hidrológico muy seco, en la humedad del suelo y en la cubierta de matorral mediterráneo y la influencia del matorral y pinar, en la conservación de las reservas de agua en el suelo, y recarga de los acuíferos.

La sequera és una de les majors limitacions per a l’agricultura en general, factor que pot incrementar d’acord amb les prediccions del canvi climàtic. Per això, reduir l’ús de l’aigua en el reg i augmentar l’eficiència en l’ús de l’aigua (EUA) constitueix una de les majors prioritats per aconseguir una agricultura sostenible. L’EUA és un balanç entre guanys de biomassa i les despeses d’aigua. Aquesta Tesi s’ha centrat en l’estudi de 3 dels processos fisiològics que afecten a l’ús de l’aigua i a la producció de la planta en el cas de la vinya, i que per tant poden ser considerats factors potencials per millorar l’EUA: (1) conductància del mesòfil, (2) transpiració nocturna (3) respiració. Els resultats d’aquesta Tesi revelen que la conductància del mesòfil i la respiració són els principals components per millorar l’EUA permetent millorar l’assimilació de carboni o minimitzant les pèrdues del carboni fixat per la fotosíntesis