Millennial scale vegetation and fire dynamics at high altitudes in the central pyrenees

Resumen

Los ecosistemas de montaña son uno de los ambientes más sensibles al actual cambio global, y durante las últimas décadas, han sufrido cambios paisajísticos importantes. Sin embargo, los paisajes son entidades dinámicas que han ido transformándose a lo largo del tiempo por procesos naturales y culturales. De este modo, resulta esencial abordar los cambios ambientales ocurridos desde una perspectiva a larga escala (milenaria) de cara a entender mejor cómo respondieron los ecosistemas a cambios climáticos y perturbaciones pasadas en diferentes escalas de tiempo, y de este modo adoptar estrategias apropiadas para una correcta gestión ambiental. En este sentido, los archivos paleoambientales, como los sedimentos lacustres o los depósitos de hielo localizados dentro de cuevas, contienen valiosa información sobre los cambios ambientales pasados. La presente Tesis, compila el estudio de la dinámica de la vegetación y el fuego a escala milenaria a partir de ambientes de montaña durante el Tardiglaciar y el Holoceno (últimos 14600 años) y su relación con el clima y las actividades humanas en el Pirineo Central. De cara a entender las respuesta de los ecosistemas a cambios ambientales y climáticos pasados se ha empleado una estrategia multi-proxy utilizando polen fósil, microcarbones y macro-fósiles vegetales como indicadores paleoambientales. La dinámica regional de la vegetación y el fuego ha sido abordada a través del estudio de dos secuencias lacustres localizadas a gran altitud: Marboré (2612 m s.n.m.) y Basa de la Mora (1914 m s.n.m.) utilizando polen y microcarbones como indicadores ambientales. La respuesta de la vegetación alpina y la dinámica del límite del bosque a cambios climáticos pasados, se ha llevado a cabo a través del estudio de un depósito de hielo localizado en el interior de la Cueva Helada Armeña-A294 (2238 m s.n.m.), el cual contenía abundantes macro-fósiles vegetales y polen. Tanto el Ibón de Marboré como la Cueva Helada Armeña-A294 están situados por encima del actual límite arbóreo (ca. 2000 m s.n.m.) mientras que la Basa de la Mora se localiza en el ecotono de límite arbóreo. Debido a que las relaciones polen-vegetación no son lineales, y que el polen no refleja directamente la vegetación del entorno cercano, especialmente en ambientes a altitudes elevadas, se ha caracterizado la lluvia polínica actual. Se han recolectado muestras siguiendo un transecto altitudinal en el entorno de Marboré logrando un mejor control sobre la representación del polen para poder así facilitar las interpretaciones paleoambientales a través de la monitorización. Los resultados a cerca de las relaciones actuales entre el polen y la vegetación, revelan que tanto la vegetación como las abundancias de polen cambian concurrentemente, aunque existen ciertas discrepancias, ya que el polen muestra límites altitudinales peor definidos, debido principalmente al efecto homogeneizador del transporte a través del viento. El límite sub-alpino–alpino, y por lo tanto el límite arbóreo, no se puede distinguir con claridad mediante las proporciones polínicas. Sin embargo, la asociación palinológica de los caducifolios es un mejor indicador altitudinal, por el descenso de las proporciones de polen de Corylus y Betula principalmente. Este hecho, refuerza la posibilidad de poder reconocer con mayor fiabilidad fluctuaciones ocurridas entre el piso montano y sub-alpino a través de secuencias palinológicas. Varios taxa polínicos como Olea o Quercus, muestran una muy buena dispersión en altitudes elevadas, evidenciando que se debe tener precaución a la hora de interpretar estos taxa en términos de vegetación local. La secuencia de Marboré (2612 m s.n.m.) cubre los últimos 14600 años de historia ambiental, indicando que el circo de Marboré se encontraba deglaciado al menos desde hace 14600 años cal BP. La deposición de sedimentos en lagos a estas altitudes está fuertemente controlada por la fenología del hielo (meses estivales libre de hielo). Durante el Tardiglaciar y comienzo del Holoceno se observan bajas tasas de sedimentación junto a bajos valores en el ratio de acumulación del polen (PAR) y concentración de polen (PC), sugiriendo que el lago permaneció cubierto de hielo durante prácticamente todo el año durante este periodo. No se evidencian condiciones más cálidas hasta 10200 años cal BP, cuando se aprecia un brusco aumento en la tasa de sedimentación, PC y PAR, apuntando a un retardo en el aumento de temperaturas a altas altitudes para el comienzo del Holoceno. Bosques caducifolios y pinares bien desarrollados son inferidos durante el Holoceno temprano y medio (9300-5200 años cal BP), y las proporciones de polen sugieren que pudieron haber colonizado el piso sub-alpino. Esta gran disponibilidad de biomasa junto con la máxima temperatura estival reconstruida para el Máximo Térmico Holoceno (HTM) favoreció la ocurrencia de incendios durante 7000-6000 años cal BP. La ausencia de macro-fósiles arbóreos en la secuencia de Marboré sugiere que el límite arbóreo no alcanzó los 2600 m s.n.m. durante los últimos 14600 años. La cronología del depósito de hielo localizado dentro de la Cueva Helada Armeña-A294, comprende el periodo entre 5700-2200 años cal BP y la gran cantidad de macro-fósiles arbóreos encontrados, evidencian que el ecotono del límite arbóreo se localizaba a ca. 2250 m s.n.m. en el circo de Armeña a finales del HTM (5700-4650 años cal BP) y consistía en comunidades abiertas de Betula y Pinus uncinata. El límite del bosque alcanzó la altitud de la cueva de hielo, excediendo su límite superior actual unos 300-400 m hace 4600-4200 años cal BP. Después de 4200 años cal BP, tanto el límite arbóreo como el límite del bosque descienden y comunidades alpinas dominadas por Dryas octopetala se expandieron probablemente como respuesta al periodo frío del Neoglacial. En las secuencias de Marboré y Basa de la Mora, se observa una contracción del bosque deciduo a partir de 5200 años cal BP y una baja actividad de incendios durante ca. 5500-3700 años cal BP, que podría estar relacionado con esas condiciones más frías. De este modo, se evidencia que el clima parece haber tenido una mayor influencia en la actividad del fuego durante el Holoceno temprano y medio. El ecotono del límite arbóreo se mantuvo a 2250 m s.n.m. en el circo de Armeña pero fue reemplazado por comunidades alpinas durante los últimos 2200 años en relación a fuertes perturbaciones tanto climáticas como antropogénicas. En torno a 3700-3000 años cal BP, la actividad del fuego incrementa, al mismo tiempo que el paisaje comienza a abrirse, tal y como muestra incremento del polen herbáceo. A nivel regional, se detecta un aumento generalizado del fuego y del impacto humano, sugiriendo que las actividades antropogénicas pudieron haber reforzado el rol del clima. La intensificación de la presión antrópica no se observa con claridad hasta el último milenio, cuando se detecta un marcado aumento de los pastos alpinos tanto en las zonas de estudio como a escala regional.