Tesis doctoral de María Teresa Domínguez Núñez
Durante el último siglo, los ciclos biogeoquímicos de los elementos traza (et) han sufrido importantes alteraciones debido a las actividades humanas. La contaminación del suelo por este tipo de elementos puede tener distintos efectos sobre el funcionamiento de los ecosistemas terrestres, y dificultar el establecimiento de la cubierta vegetal en las zonas contaminadas. El conocimiento de estos efectos en ecosistemas terrestres mediterráneos es aún escaso, a pesar de que las zonas contaminadas por et son bastante frecuentes, particularmente en el sur de españa. La presente tesis doctoral pretende contribuir en el conocimiento de la dinámica de los et y sus efectos en especies forestales mediterráneas, incidiendo en algunos de los aspectos más relevantes para la restauración de la cubierta vegetal en zonas degradadas. Para ello se han combinado estudios en condiciones de campo y experimentos bajo condiciones controladas en invernadero. Los estudios de campo se desarrollaron en el corredor verde del guadiamar (sevilla), zona contaminada por un vertido minero en 1998, tras el cual se implementó un proyecto de restauración a gran escala. como primer objetivo, se estudiaron los patrones de acumulación de et en la biomasa aérea de la comunidad de especies leñosas del corredor verde del guadiamar, a lo largo de un gradiente de contaminación y sobre un rango amplio de propiedades del suelo. A pesar de las altas concentraciones de et en el suelo, la transferencia de et a las hojas de las especies leñosas estudiadas fue baja, y estuvo escasamente influenciada por los factores edáficos. La excepción fue el álamo blanco (populus alba), para el cual las concentraciones foliares de cadmio (cd) y cinc (zn) alcanzaron los 3 y 410 mg kg-1, respectivamente. Estos niveles están por encima del rango normal de concentraciones en plantas superiores y, en el caso del cd, podrían llegar a ser tóxicos para los herbívoros. en segundo lugar, se analizó el riesgo de transferencia de et a través del consumo de pastizales por parte del ganado, como primer paso para evaluar la viabilidad del pastoreo selectivo como medida de control de los herbazales en zonas reforestadas. Para ello se analizó la composición florística y composición química de muestras de pastizales durante las estaciones de otoño y primavera en un gradiente de contaminación. Asimismo se analizaron muestras de pelos y heces de caballos que pastan en la zona, como posibles indicadores de la ingesta de et. La composición florística influyó en las concentraciones de et del pastizal: pastizales con predominio de gramíneas mostraron menores concentraciones de et. A pesar de las diferencias estacionales en las concentraciones de et en los pastizales (inferiores durante la primavera, debido al efecto de dilución de las concentraciones por la mayor biomasa), la ingesta potencial de et por el ganado fue tolerable en términos generales. Se comprobó además (mediante análisis de las heces), que se produce una excreta preferencial de elementos no esenciales, como arsénico, plomo, cadmio y talio, respecto de los esenciales para el ganado (cobre y cinc). en tercer lugar, se estudió la influencia de la contaminación del suelo en el estado nutricional de las principales especies de árboles del corredor verde: acebuche (olea europaea var. Sylvestris), álamo blanco y encina (quercus ilex subsp. Ballota). Se observaron algunas deficiencias nutricionales, sobre todo de fósforo, en las especies estudiadas. Estas deficiencias de fósforo fueron más evidentes para el acebuche, y estuvieron acentuadas bajo condiciones de acidez, frecuentes en la zona de estudio debido a la oxidación de restos de pirita del vertido minero. En estos suelos ácidos, la asimilación de otros nutrientes como magnesio y azufre en el álamo blanco aumentó, posiblemente como respuesta a la liberación de cationes del complejo de cambio en estos suelos ácidos y a la alta disponibilidad de sulfatos. en cuarto lugar, se estudiaron los factores edáficos que condicionan la biodisponibilidad de et en los suelos reforestados, la respuesta foliar de la encina, una de las especies más utilizadas en la reforestación de zonas degradadas, a cambios en los niveles de biodisponibilidad. El ph del suelo fue el factor de mayor influencia en la disponibilidad de cadmio, cobre, plomo y cinc, mientras que otros factores como el contenido en materia orgánica, la textura o la capacidad de intercambio catiónico tuvieron escasa influencia. Cadmio fue el elemento potencialmente más lábil, aunque en condiciones de campo fue escasamente translocado desde la raíz a las hojas de la encina. Se demostró experimentalmente la alta capacidad que presenta la encina para retener cd en las raíces finas, a partir de plantas sometidas a tratamientos con diferentes niveles de cd. finalmente, se analizó la respuesta ecofisiológica de plántulas de encina a exposiciones altas de cd y talio (tl), dos elementos traza no esenciales y potencialmente muy móviles en el sistema suelo-planta. Aunque a altas dosis ambos elementos provocaron efectos adversos sobre las plantas, los mecanismos responsables de estos efectos fueron distintos. Para el cd, la tolerancia de las plántulas de encina fue relativamente buena; el fotosistema ii permaneció relativamente inalterado, aunque las tasas de fotosíntesis neta disminuyeron, probablemente por una inhibición en la fijación del carbono inducida por el cd. El tl, sin embargo, provocó efectos más severos, incluso letales en las plántulas, con una fuerte inhibición del fotosistema ii, disminución de las tasas de asimilación y conductancia estomática. Los patrones de transporte y acumulación de los dos elementos en la planta fueron bastante distintos: para el cd existen mecanismos efectivos de retención a nivel de raíz, mientras que el tl es retenido en menor medida en la raíz y ampliamente transportado a las hojas donde, a juzgar por la respuesta tóxica de las plantas, no hay mecanismos efectivos de tolerancia.
Datos académicos de la tesis doctoral «Elementos traza en el sistema planta-suelo: implicaciones para la ecología de especies leñosas y la restauración de zonas degradadas«
- Título de la tesis: Elementos traza en el sistema planta-suelo: implicaciones para la ecología de especies leñosas y la restauración de zonas degradadas
- Autor: María Teresa Domínguez Núñez
- Universidad: Sevilla
- Fecha de lectura de la tesis: 18/09/2009
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Teodoro Marañon
- Tribunal
- Presidente del tribunal: ramon Carpena ruiz
- engracia Madejon rodriguez (vocal)
- Rafael Villar montero (vocal)
- Carlos García izquierdo (vocal)