Proyecto H2020 DRYFUN: Vinculación de la diversidad funcional de las plantas con la multifuncionalidad de los ecosistemas en sistemas áridos del mundo

Tipo Proyecto
Estado Completado
Ejecución 2015 -2017
Presupuesto asignado 170.121,6 €
Alcance Europeo
Comunidad Autónoma Madrid, Comunidad de
Principal fuente de financiación Horizonte 2020
Sitio web del proyecto https://doi.org/10.3030/656035

Descripción

Los datos que se recopilarán del protocolo normalizado proporcionarán información importante sobre el papel de la diversidad funcional en la multifuncionalidad de los ecosistemas en las tierras secas mundiales, y mejorarán la previsibilidad de las consecuencias del cambio ambiental mundial en la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas.

Los resultados en curso y recientemente publicados de los objetivos (ii) y (iii) son particularmente relevantes para incorporar la diversidad funcional en las recomendaciones de gestión, en particular al proporcionar metas y directrices para el desarrollo de una ecología cuantitativa y predictiva. Los resultados del objetivo (iii) pueden ser:

Utilizar la ecología de la restauración y la conservación basada en rasgos con el objetivo de mitigar el efecto de los impulsores de los cambios globales en la multifuncionalidad.
Ofrecer una forma de incluir el efecto de la biodiversidad y sus mecanismos subyacentes en los ciclos de CNP en los modelos globales de vegetación.

Descripción de actividades

"El solicitante ha realizado/proporcionado con éxito los siguientes hitos y entregables:

Siguiendo el plan de trabajo (Hito 1), el solicitante ha establecido con éxito el protocolo detallado y estandarizado de mediciones de rasgos. El protocolo del proyecto DRYFUN se ha conectado directamente con el consorcio BIODESERT (ERC Confirmatory Grant liderado por FT Maestre), y siendo una de las principales tareas del BIODESERT. El solicitante forma parte de los comités de dirección y de publicación. El protocolo ha sido enviado a grupos de investigación de los 29 países participantes en el proyecto BIODESERT.
El solicitante evaluó la importancia de las condiciones climáticas y del suelo en la diversidad funcional de las tierras secas. Este trabajo cumple con el objetivo (i) del proyecto DRYFUN (Hito 7). El trabajo ha sido aceptado en Journal of Ecology (IF: 5.52).
El solicitante participa en un proyecto para evaluar el efecto de las interacciones indirectas sobre la diversidad funcional de las plantas en las tierras secas del mundo. Este trabajo cumplirá con el objetivo (i) del proyecto DRYFUN (Hito 7). El trabajo ha sido enviado a Journal of Ecology (IF: 5.52).
El solicitante ha utilizado los datos existentes de diversidad funcional del proyecto BIOCOM. Evaluó la importancia de la diversidad funcional dentro de las especies en las tierras secas y su respuesta a los procesos abióticos. Este trabajo cumple con el objetivo (ii) del proyecto DRYFUN (Hito 8). El trabajo ha sido aceptado en Journal of Ecology (IF: 5.52).
El solicitante evaluó el efecto de la diversidad funcional en múltiples funciones ecosistémicas en tierras secas mundiales. Este trabajo cumple con el objetivo (iii) del proyecto DRYFUN (Hito 10). El trabajo ha sido aceptado en Nature Ecology and Evolution (parte del grupo Nature).
El solicitante formaba parte de un proyecto para evaluar el efecto de la diversidad funcional de las plantas y los hongos del suelo en la fertilidad de las tierras secas del mundo. Este trabajo cumple con el objetivo (iii) del proyecto DRYFUN (Hito 10). El trabajo ha sido aceptado en Journal of Ecology (IF: 5.52).
El solicitante evaluó el efecto de los factores ecológicos y biogeográficos sobre la estructura filogenética de las comunidades vegetales en el árido Trans-Himalaya. Este trabajo cumple con el objetivo (iv) del proyecto DRYFUN (Hito 11). El trabajo acaba de ser aceptado en Perspectiva en Ecología Vegetal, Evolución y Sistemática (IF: 3.12).
El solicitante está evaluando ahora el efecto de las diversidades taxonómicas, funcionales y filogenéticas en el funcionamiento de los ecosistemas de las tierras secas del mundo. Este trabajo está en curso y cumplirá con el objetivo (iv) del proyecto DRYFUN (Hito 11). El trabajo será presentado a PNAS.
La demandante también participó en dos proyectos paralelos. El primer proyecto tenía como objetivo proporcionar directrices en el cálculo y uso de datos de rasgos para medir con precisión la diversidad funcional de múltiples organismos. El segundo proyecto tuvo como objetivo probar los procesos involucrados en el ensamblaje de pastizales mediante la evaluación de la ocupación del nicho mediante el uso de rasgos funcionales de las plantas. Estos dos proyectos han sido aceptados en PlosOne (IF: 3.06) y Journal of Ecology (IF: 5.52).
El solicitante participó en 3 congresos internacionales. En 2016 participó en el congreso Ecosummit, donde fue invitado a presidir la sesión "Ecología de tierras secas", el congreso de SFE en 2016 y la reunión de MEDECOS en 2017. Estas obras cumplen con los hitos 5 y 9.
El solicitante facilitó la difusión: un sitio web que servirá para el nuevo conjunto de datos de rasgos en curso de las tierras secas mundiales, un comunicado de prensa en los sitios web públicos del INRA y del CNRS. Todos los datos que utilizó se publican en el repositorio público Figshare. "

Descripción contextual

La relación entre la diversidad funcional de las plantas y el funcionamiento de los ecosistemas ha sido objeto de acalorados debates, y las investigaciones anteriores han demostrado los efectos directos de la estructura funcional de la comunidad en los procesos de los ecosistemas. Sin embargo, estudios anteriores no han considerado los efectos indirectos a través de cambios en las interacciones bióticas, y este es un desafío emergente y crucial para los ecólogos de comunidades y ecosistemas. El proyecto DRYFUN tiene como objetivo evaluar los efectos finales de las interacciones bióticas en los procesos ecosistémicos de las tierras secas del mundo, mediante el acoplamiento de un enfoque de rasgos múltiples con una base de datos de observación de 123 sitios distribuidos en todos los continentes excepto la Antártida.

Sus principales objetivos son: (i) probar la importancia de los procesos abióticos y bióticos para la estructura de la comunidad en las tierras secas mundiales, (ii) evaluar la importancia de la variabilidad de los rasgos dentro de las especies y entre especies para la diversidad funcional, (iii) evaluar el impacto directo e indirecto de la diversidad funcional de las tierras secas en la multifuncionalidad de los ecosistemas (es decir, la provisión de varios procesos ecosistémicos simultáneamente; multifuncionalidad en adelante) a múltiples escalas espaciales y (iv) explorar la importancia de la de las diversidades taxonómicas, funcionales y filogenéticas sobre la multifuncionalidad.

El proyecto DRYFUN es una oportunidad única para poner a prueba el impacto universal de la diversidad funcional en el funcionamiento de los ecosistemas de tierras secas y proporcionar datos para establecer estrategias pertinentes de gestión y restauración de las tierras secas. Mis resultados resaltan la importancia de la diversidad vegetal para el funcionamiento de las tierras secas del mundo. Este resultado básico puede tener implicaciones importantes en un contexto de cambio ambiental global para el ser humano.

Mis resultados parten de la premisa de la capacidad de la diversidad vegetal para mantener un alto nivel de funcionamiento del ecosistema (es decir, para optimizar el funcionamiento general) de ecosistemas altamente amenazados por la desertificación. Además, estos resultados pueden utilizarse para evaluar las consecuencias funcionales de la pérdida de diversidad biológica en los ecosistemas de tierras secas, para poner a prueba la priorización de la diversidad en relación con las funciones específicas de los ecosistemas, y para orientar los esfuerzos de gestión destinados a mantener los servicios ecosistémicos clave vinculados a la productividad y la fertilidad del suelo.

Resultados

Las tierras secas representan el 45 % de la superficie terrestre de la Tierra. La lucha contra la degradación de las tierras y la desertificación se ha convertido en una prioridad en estas regiones, y se espera que los atributos de la vegetación desempeñen un papel crucial en este empeño. Sin embargo, para aplicar contramedidas eficaces, las partes interesadas deben comprender todos los factores en juego. Como explica el Dr. Fernando Maestre, coordinador del proyecto DRYFUN en nombre de la Universidad Rey Juan Carlos, las interacciones bióticas constituyen una brecha importante en nuestra comprensión actual del funcionamiento del medio ambiente de las tierras secas. "Las interacciones que surgen entre las especies, como la competencia por los recursos y los mutualismos, determinan en gran medida los atributos clave de los ecosistemas naturales, como el número de especies, la diversidad de sus genes y los atributos funcionales que contienen. A pesar de su reconocida importancia, muy pocos estudios han intentado evaluar cómo las interacciones bióticas influyen en última instancia en el funcionamiento de los ecosistemas naturales, particularmente en las tierras secas".

El problema radicaba esencialmente en la falta de datos adecuados, una cuestión que se ha resuelto recientemente gracias al proyecto BIOCOM, financiado por el CEI. De 2006 a 2013, el consorcio BIOCOM recopiló información detallada sobre los factores abióticos, la estructura y el funcionamiento de 236 ecosistemas de tierras secas de todos los continentes excepto la Antártida, lo que lo convierte en el primer estudio estandarizado de este tipo. Un modelo matemático del funcionamiento de las tierras secas Con DRYFUN, el Dr. Maestre y su equipo combinaron los resultados de BIOCOM con datos recopilados por ellos mismos o en bases de datos sobre atributos funcionales clave de las especies de plantas, como la altura de las plantas y las características de las hojas, una tarea dirigida por Yoann Le Bagousse-Pinguet, investigador postdoctoral que dirige DRYFUN, y Nicolas Gross, investigador del INRA que ha estado trabajando en el laboratorio del Dr. Maestre durante dos años. Estos datos se analizaron con herramientas estadísticas que se utilizan habitualmente en campos como la astrofísica y la macroeconomía, pero que nunca se habían aplicado a la ecología. "Encontramos una relación matemática entre las tendencias clave en la distribución de los atributos funcionales de las plantas (rasgos) que no pueden explicarse por casualidad.

Esta relación predijo que una diversidad de rasgos sorprendentemente alta dentro de las comunidades de plantas de tierras secas se asoció con una maximización local de la provisión de múltiples funciones relacionadas con la productividad de las plantas y el ciclo de nutrientes (multifuncionalidad)", explica el Dr. Maestre. «La relación matemática identificada en nuestro proyecto también es importante porque se puede utilizar para cuantificar cuánta diversidad de rasgos se requiere para maximizar la multifuncionalidad a nivel local». Concretamente, los hallazgos de DRYFUN indican que la distribución de rasgos puede utilizarse para predecir las consecuencias funcionales de la pérdida de biodiversidad en los ecosistemas terrestres.

Como tales, pueden guiar los esfuerzos de gestión destinados a mantener los servicios ecosistémicos clave vinculados a la productividad y la fertilidad del suelo. La base de datos y las metodologías estadísticas desarrolladas en el marco de DRYFUN se están utilizando actualmente en el marco del proyecto BIODESERT, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (CEI). El proyecto, que durará hasta diciembre de 2020, tiene como objetivo mejorar la comprensión científica del funcionamiento y la resiliencia de las tierras secas a los principales impulsores de la desertificación.

Coordinadores