BIODIVERSIDAD EN PASTOS

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23 - 27 de de

CIBIO

Biodiversidad en Pastos./ CIBIO, varios autores.- Alicante, 2001.

714p.:il. ;29,7cm.

ISBN: 84-923461-2-4D.L.: MU-850-2001

1. Biodiversidad en Pastos. I. Varios autores. II. Título

58 : 574 : 630 : 631 : 636

Edición patrocinada por la Conselleria de Agricultura, Pesca y Alimentaciónde la Generalitat Valenciana

© De la edición; Centro Iberoamericano de la Biodiversidad, CIBIO.© De los textos; los autores.

B l O D I V E R S I D A D E N P A S T O S

I.S.B.N.: 84-923461-2-4Depósito Legal: MU-850-2001

Imprime: COMPOBELL, S.L. Murcia

Diseño portada: Alma B. GámezComposición, edición de texto y revisión: M.B. Crespo, A. Juan y S. Ríos

Impreso en España - Printed in Spain

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Imágenes Portada:

Centro: Pastoreo bovino en el Parque Natural del Marjal de Pego-OlivaIzqda.: Leguminosas forrajeras, Coronilla lotoides

Dcha.: Pastoreo de ovejas de raza "Guirra" en el Marjal

XLIReunión Científicade la SEEP

I ForoIberoamericano

de Pastos

ESTUDIO DEL CARÁCTER NITROFILO DE LASESPECIES DE COMUNIDADES VEGETALES

PASTADAS POR GANADO OVINO,VINCULADO A PROCESOS DE

ANTROPIZACIÓN

J. PASTOR ' Y AJ. HERNÁNDEZ 2

1 Centro de Ciencias Medioambientales, CSIC, Madrid. E-mail:jpastor@ccma.csic.es.2 Dpto. Interuniversitario de Ecología, sección de la Universidad de Alcalá.

E-mail:anaj.hernandez@alcala.es

RESUMEN

Más de 300 especies han sido inven-tariadas en 120 parcelas de comunidadesvegetales pastadas por ovino en el territorioarcósico de la Península Ibérica (FaciesMadrid), siguiendo un gradiente rural-periurbano establecido para este estudio:49 pastos maduros, 21 sistemas de cultivoscerealistas abandonados, 25 barbechos y 25comunidades de vertederos de residuossólidos urbanos (VRSU) sellados con suelodel entorno. La composición florística pa-rece reflejar las diferentes estrategias de lasespecies en relación con su comporta-miento frente a la materia orgánica, nitró-geno total y otras formas de nitrógeno ensuelo, como son el amonio y los nitratossolubles. Esto se manifiesta mediante losanálisis edáficos y los de aplicación de lateoría de la Información realizados; permi-tiendo profundizar en el carácter nitrófilode las especies vinculado a la antropizaciónde estas comunidades.

El trabajo aporta matizaciones en re-lación con el talante indicador de las espe-cies clasificadas como "subnitrófilas" y"nitrófilas", ya que no todas ellas son indi-cadoras de suelos con contenido elevado de

nitrógeno total, sino que también hay especiesque "buscan" el nitrógeno en los nitratos so-lubles y amonio presentes en los suelos o,incluso, obtienen otros nutrientes del medioque la perturbación antrópica les ofrece. Eneste último caso se encontrarían las más ne-tamente "ruderales" (en sentido nutricional).

Palabras clave: biodiversidad, fertilidad delsuelo.

INTRODUCCIÓN

Nos situamos en sistemas antropiza-dos que muchas veces se hacen sinónimos dedegradados, lo que induce a pensar que noconllevan interés para su conservación. No eseste el momento para hacer una justificaciónen base a esta cuestión, pero sí hemos deseñalar que prácticamente con el tipo de usosestos sistemas herbáceos presentan un im-portante número de taxones que muestrangran interés a la hora de saber manejar y/orestaurar los ecosistemas terrestres del mun-do mediterráneo. Los índices de diversidad deespecies no pueden caracterizar únicamente laheterogeneidad que muestran dichos sistemasy se hace necesario recurrir también a la Teo-ría de la Información para caracterizar otros

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J. PASTOR Y A.J. HERNÁNDEZ

mensaje. Este trabajo se propone aplicarestos métodos para profundizar en el cono-cimiento del carácter "nitrófilo" de las es-pecies, que tanto se relaciona con los sis-temas antropizados.

MATERIAL Y MÉTODOS

Han sido muestreadas 120 parcelasde 1 m2 distribuidas en 48 localidades, co-rrespondiendo 49 a pastos maduros, 21 asistemas de cultivos cerealistas abandona-dos, 25 barbechos y 25 parcelas situadas envertederos RSU sellados con suelo del en-torno. Todos estos sistemas son pastadospor rebaños de ovino de forma itinerante.El diseño del muestreo adoptado puedeconsiderarse un compromiso entre un dise-ño en gradientes y un diseño de tipo estra-tificado con el objeto de recoger las distin-tas variantes de habitat y de uso del suelodel territorio arcósico del centro oeste deEspaña (Urcelai, 1997).

El nitrógeno total y materia orgánicase determinan según se expone en Hernán-dez y Pastor (1989). El amonio en extractosaturado y los nitratos solubles mediantecromatografía iónica en extractos acuososde 10:25 tras agitación de dos horas y me-dia.

Entre los métodos de análisis numéricosde las relaciones entre variables abióticas obióticas, se ha empleado el denominado"método de perfiles ecológicos y de informa-ción mutua", utilizado frecuentemente en elestudio de especies y comunidades, y quepermite conocer para cada variable, las espe-cies más sensibles a la misma o, dicho de otromodo, los que presentan valores de informa-ción más elevados teniendo en cuenta las en-tropías de la especie y de la variable; éstoúltimo es necesario para la adecuada inter-pretación de los resultados. Las informacio-nes mutuas elevadas reflejan la existencia deperfiles ecológicos muy contrastados, queindican un comportamiento diferencial de lasespecies respecto a los factores del habitat.En este trabajo utilizamos fundamentalmenteel perfil índice (Gauthier et al., 1977)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La riqueza de especies es consideradacomo uno de los atributos vitales del ecosis-tema. En la tabla 1 se reflejan los valores me-dios obtenidos para el análisis de 120 mues-tras correspondientes a los sistemas, según elgradiente de uso antrópico considerado.

En la tabla 2 puede verse los contenidosde M.O., razón C/N y las formas nitrogena-

Tabla 1. Riqueza de especies vegetales en los sistemas herbáceos según los distintos usos del suelo.

Parámetro

N° gramíneasN° leguminosasN° compuestasN° otras

Pastos

8.227.396.638.71

C. abandonados

8.439.336.679.19

Barbechos

6.647.367.526.12

Vertederos

8.713.804.244.20

Nivel p

.0016 *

.0000 ***

.0000 ***

.0000 ***

Tabla 2. Valores medios de parámetros edáficos relacionados con la nitrofilia en pastos, cultivos abandonados,barbechos v cubiertas edáficas de vertederos.

M.O. %N %C:Namonio (mg/lOOg)

nitratos solubles (mg/lOOg)

Pastos

3.34±2.140.14±0.07

15.37±12.840.97±0.50

1.23±1.29

Cultivos abandona-dos

2.40±0.610.11 ±0.03

13.35±2.621.05±0.44

0.86±1.11

Barbechos

1.68±0.560.07±0.02

13.72±3.141.04±0.67

0.55±0.90

Vertederos

0.66±0.300.03±0.01

12.01±4.730.83±0.70

0.64±1.06

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CARÁCTER NITRÓFILO DE LAS ESPCIES DE COMUNIDADES VEGETALES PASTADAS POR OVINOS

das en el suelo. En la tabla 3 se muestra unaselección de las especies con probable papelindicador para los niveles de N total en elsuelo. Bastantes de ellas coinciden con lasdel grupo expuesto en la tabla 4, pero aquíse ve claramente el hecho de tres especiesque prefieren suelos con contenidos muybajos para este elemento y que rechazan lossuelos con niveles elevados del mismo.

Hay otros tres grupos relacionadosque comparten también su rechazo por lossuelos más pobres en N total y muestran supreferencia por los suelos de contenidomedio y alto. Las cuatro especies que pre-fieren los suelos más pobres en N total sonrepresentativas de medios antropógenos.

Tres de las quince especies que se asocianclaramente a los suelos con un contenido enN total superior al 0.095%, no son típica-mente de pasto, mientras que otras cinco sonrepresentativas de pastos juveniles terofíticos.El hecho de que este grupo de especies vacolonizando suelos desnudos donde se hainiciado una sucesión secundaria, hace queIzco, (1977), las incluya en el concepto de"comunidades reparadoras" de Tüxen.

En la tabla 4 se muestra una selecciónde especies con valor indicador para la M.O.del suelo. Las cuatro especies que prefierensuelos con un contenido menor y la única queprefiere el nivel bajo (1.0-2.0%), correspon-den a especies de medios antropógenos.

Tabla 3. Estimación del valor indicador de las especies para los contenidos de nitrógeno en suelos mediante el cálculode los perfiles índice. (+ -: significado al 95 %; ++ — : significado al 99%; +++ —: significado al 99.5 %.

Para los grupos de las clases véase el texto).

ESPECIE FRECUENCIA INF. MUT1

GRUPOS DE CLASES2 3 4

NITRÓGENO TOTALVulpia tilintaHirschfeldia incanaHordeum murinumSonchus tenerrimusTolpis barbotaAnthyllis lotoidesTrifolium angustifoliumBellardia trixagoTrifolium arvenseTrifolium hirtumDactylis glomerataAnthyllis cornicinaCerastium glomeratumPlantago lagopusHypochoeris glabraEryngium campestreCynosurus echinatusVulpia myurosTrifolium scabrum

AMONIOBromas tectorumPolygonum aviculare

1YI1TÍJ A T/~\t? C'/'AT 1 I ITCNITRATOS SOLUBLESArtemisia herba-albaLogfia gallica

N. total (%)

1:0.007-0.055 3:0.095-0.2:0.055-0.095 4:>0.145

44413012635050566228544054444271138623

699

1672

145

0.13 +++0.13 +++0.11 +++0.11 +++0.26 +++0.21 +++0.17 +++0.14 ++0.13 +++0.13 ++0.27 +++ +0.17 + ++0.17 +++ ++0.17 ++ ++0.14 ++ +0.09 ++ +0.10 ++0.09 +0.08 ++

0.99 +++0.33 -H-

0.49 +++1.00 +++

Amonio (mg/lOOg) Nitratos solubles (mg/lOOg)

1:<0.70 3:0.90-1.10 1:0.08-0.25 4:0.55-1.902:0.70-0.90 4: > 1.10 2:0.25-0.40 5:>1.9

3: 0.40-0.55

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J. PASTOR Y A.J. HERNÁNDEZ

De las 26 especies que prefierensuelos con un porcentaje de materia orgáni-ca superior al 2%, 16 son especies de pas-tos más o menos estabilizados y 9 de las 10restantes, si bien son de medios antropóge-nos y fitosociológicamente pertenecerían ala Clase Ruderali-Secalitea cerealis, lohacen dentro del grupo de especies de"pastos juveniles terofíticos" de camposabandonados y comunidades viadas, quecoinciden en su mayoría con las especiesdel Suborden Bromenalia-rubenti-tectori.Estos resultados nos llevan a efectuar algu-nas otras consideraciones que señalamos acontinuación extraídas de los resultados

obtenidos para la totalidad de las 300 espe-cies estudiadas y que aquí no podemos mos-trar por falta de espacio.

Hemos visto que los suelos con uncontenido más bajo inferior al 2%, sólo sonpreferidos (perfiles corregidos altos y perfilesíndice significativos) por 20 especies (Urcelai1997). Todas ellas son representativas o fielesde comunidades herbáceas antropizadas.

De forma análoga, sucede en los sueloscon un nivel bajo de N total y así, vemos queen suelos con un contenido por debajo del0.095% de nitrógeno crecen preferentemente24 especies. Todas ellas representativas de las

Tabla 4. Estimación del valor indicador de las especies para la materia orgánica mediante el cálculo de los perfilesíndice. (+ -: significado al 95 %; ++ — : significado al 99%; +++ —: significado al 99.5 %. Para los grupos de

las clases véase el texto).

ESPECIE

Bromus rubensHordeum murinumVulpia ciliataHirschfeldia incanaBromus diandrusAnthyllis lotoidesOrnithopus compressusTrifolium angustifoliumTrifolium arvenseTrifolium cherleriAira caryophylleaTrifolium smyrnaeumErophila vernaAvena sterilisVitlpia myurosTolpis barbataBellardia trixagoDactylis glomerataAnthyllis cornicinaHypochoeris glabraTrifolium hirtumCrepis vesicariaSilene gallicaLathyrus cíceraThaeniaterum caput-medusaePlantago lagopusCerastium glomeratumTrifolium scabrumParentucellia latifoliaCynosurus echinatus

Torilis nodosa

FRECUENCIA INF. MUT GRUPOS DE CLASES1 2 3 4 5

443044413050375062832041I X

418663

5654404228584621774454231613

19

0.10 +++0.10 ++0.10 ++0.10 +++0.09 ++0.23 +++0.14 +++0.14 +++0.13 +++0.13 +++0.12 +++0.12 ++0.12 +++0.10 ++0.10 ++0.31 +++ +0.23 +++ +0.22 ++ +0.20 +++ +0.19 ++ ++0.16 ++ +0.13 + +0.12 ++ +0.11 ++ +0.09 + +0.19 + ++ +0.14 + + +0.09 ++0.09 +0.13 +++

0.10 ++

/: 0.13-1.00%; 2: 1.00-2.00%; 3: 2.00-3.00%; 4: 3.00-4.75%; 5: > 4.75%

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CARÁCTER NITRÓFILO DE LAS ESPCIES DE COMUNIDADES VEGETALES PASTADAS POR OVINOS

comunidades indicadas. En suelos con ni-veles alto o medio crecen preferentemente37 especies de pastos estabilizados en ma-yor o menor grado, frente a 21 de comuni-dades más o menos antropizadas. Lo quedicho en términos porcentuales, supone quesolamente un 18% de las especies presun-tamente "nitrófilas" encontradas en las co-munidades estudiadas, prefieren suelos ri-cos en N total frente a un 37% de especiescorrespondientes a pastos estabilizados.

Sin embargo, cuando consideramos elporcentaje de M.O., lo que acabamos decomentar no resulta tan evidente en lossuelos con un contenido superior al 2%, yaque aquellos con un nivel comprendidoentre el 2 y el 5% son preferidos por 24especies de pasto y 20 especies de mediosmás antropizados. No obstante, en lossuelos con contenido cercano o mayor del5% de M.O., encontramos once especiesque se inclinan por estos suelos y que sonconsideradas fundamentalmente de mediosantropizados, siete de ellas son considera-das claramente de ambientes "nitrófilos" yotras tres son de ambiente de majadal.

La aparente contradicción de estosresultados podemos interpretarla diciendoque pensamos que mucha información bi-bliográfica de orden fitosociológico y tam-bién ecológico (Urcelai et al., 1999), al noestar apoyada en un soporte analítico de lossuelos, ha hecho estimaciones del carácterde riqueza en nitrógeno de éstos, en base alcontenido de restos vegetales más o menosdescompuestos observados en campo. Lapreferencia que las especies de comunida-des antrópicas muestran por estos medios,lleva a pensar que son más ricas en N totalde lo que son realmente, pues esa M.O.puede que no esté totalmente incorporadaal suelo, ya que si estuviese más integrada,su presencia sería probablemente menosaparente. Ejemplo de ello es el caso de lasespecies cuyo perfil índice indica su prefe-rencia por suelos con contenidos elevados

en M.O. De ellas, algunas prefieren indistin-tamente suelos con contenido alto en nitróge-no y, además suelos de contenido bajo,mientras que otras especies aparecen comoindiferentes al nivel de N total. Igualmenteespecies pareciendo indiferentes al contenidode M.O., prefieren suelos con un contenidobajo de N total. Este sería el caso de Anacy-clus clavatus, Lactuca serriola y Phalarisminor. Otra especie, Carduus tenuiflorus, sibien crece en suelos con un porcentaje bajode M.O., prefiere significativamente sueloscon contenido elevado de la misma, pero encambio respecto al N total prefiere significa-tivamente suelos con contenido bajo, aunquetambién crece en suelos con contenido alto.

Al observar el comportamiento de lasespecies que crecen en suelos con un conte-nido bajo de N total, como son Polygonumaviculare, Bromus diandrus, Lactuca se-rriola y Muscari comosum, vimos que enconcreto estas especies prefieren especial-mente suelos con un contenido alto de nitra-tos solubles. También prefiere suelos altos ennitratos solubles Centaurea melitensis que semuestra indiferente al N total del suelo. Otraespecie, como es Lolium rigidum, que prefie-re claramente suelos pobres en N total, tam-bién prefiere suelos con un contenido mediode amonio. Estos resultados parecen apuntaral hecho de una fertilidad "potencial" que seincrementa durante la sucesión secundariafrente a la fertilidad "actual" que desciende yque es aprovechada por especies pioneras.

Todo esto indica que es necesario irclarificando el concepto de nitrofilia, ya quepor un lado el "nitrógeno total", implica unode los motores más importantes, si no el quemás, de la sucesión secundaria y, por otro elmismo y, sobre todo, "otras formas de nitró-geno en suelo" que están implicadas en pro-cesos de antropización. Ello es muy impor-tante para dar con el "quid" en la sustentabi-lidad de estos sistemas. Estamos de acuerdocon Andrew y Johansen (1978), en que el Ntotal indica fertilidad potencial mientras que

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J. PASTOR Y A.J. HERNÁNDEZ

las formas iónicas hacen referencia a lasformas disponibles en el momento actual.De éstas últimas, las preferencias en la ab-sorción de amonio o nitrato dependen decada especie.

CONCLUSIONES

El concepto de nitrofilia aplicado deforma masiva a las especies de sitios antro-pizados, y queriendo significar afinidad porcontenidos elevados de nitrógeno del suelo,sin ser inexacto, casi siempre es en términoambiguo y en ocasiones no muy adecuado.Ello se debe a que un contenido aparentede materia orgánica en la superficie delsuelo, apreciado en trabajos de campo pue-de conducir a error. Si bien hay muchasespecies denominadas como "subnitrófilas"y "nitrófilas" que prefieren suelos con uncontenido elevado de N total, otras así lla-

madas, prefieren suelos con un contenidobajo del mismo. Una parte de estas especiesbusca el nitrógeno de otra forma (nitratossolubles y amonio) y, en ese sentido, seríantambién "nitrófilas". A pesar de todo siguenexistiendo otras especies que no buscan conespecial avidez este nutriente o lo que tam-bién es probable compiten por él en inferiori-dad de condiciones y, en cambio, buscanotros nutrientes que la perturbación antrópicales ofrece. Estas especies serían las más ne-tamente "ruderales" (en sentido nutricional).

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo se ha realizado en partegracias al Proyecto de la CICyT AMB99-1218.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ANDREW, C. S.; JOHANSEN, C., 1978. Differences between pasture species in theirrequirementes for nitrogen and phosphorus. Plant Relations in Pastures (WILSON, J.R.ed.). CSIRO: 267-290.

GAUTHIER, B.; GODRON, M.; HIERNAUX, P.; LEPART, J., 1977. Un typecomplementaire de profil ecologique: le profil écologique "índice". Can. J. Bot., 55, 2859-2865.

HERNÁNDEZ, A. J.; PASTOR, J., 1989. Técnicas analíticas para el estudio de lasinteracciones suelo-planta. Henares. Revista de Geología, 3, 67-102.

IZCO, J., 1977. Revisión sintética de los pastizales del suborden Bromenalia rubenti-tectori.Colloques phytosociologiques, 6, 37-54.

URCELAI, A., 1997. Estructura de sistemas herbáceos mediterráneos sometidos a la acciónantrópica y posibles mecanismos de "resiliencia". Tesis doctoral,Universidad de Alcalá.

URCELAI, A.; PASTOR, J. HERNÁNDEZ, A. J., 1999. Use of different ordination techniquefor studying human activity in herbaceous systems. 4th Systems Science European Congress,Valencia-Ibiza 1999. (L. Ferrer et al Eds). Ed. Diputación de Valencia, 571-580.

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CARÁCTER NITROFILO DE LAS ESPCIES DE COMUNIDADES VEGETALES PASTADAS POR OVINOS

NITROPHILIC NATURE OF SHEEP-PASTURE PLANT COMMUNITIESSUFFERING ANTHROPOGENIC PROCESSES

SUMMARY

Over 300 plant species were inventoried in 120 plots of sheep pasture in arkosic soils ofthe Iberian Península (Madrid Facies). The study was performed along a rural-periurban gradi-ent which included: 49 mature pastures, 21 abandoned cereal crop systems, 25 fallow plots and25 plots on urban landfills covered with compacted soil of the área. Soils analysis and the ap-plication of the Information Theory suggest that plant composition reflects different strategiesin response to levéis of organic matter, total nitrogen and other forms of soil nitrogen such asammonium and soluble nitrales. This provided insight into the nitrophilic character of speciesassociated with increasing anthropogenic activity.

This study provides data related to the ability of the so-called "subnitrophilic" and "ni-trophilic" species to act as indicators. Not all these species are indicators of high soil nitrogenlevéis. Some "search" for nitrogen in the soluble nitrate and ammonium fractions, or obtainother nutrients from the environment available after human activity. The latter include specieswhich grow on disturbed ground (ruderal species).

Key words: biodiversity, soil fertility.

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