Introducción

La mayoría de los bosques y de las zonas arboladas han sido gestionadas por el hombre a lo largo de la historia. En Europa, muchos de los robles, hayas, sauces, fresnos, chopos y otras especies de frondosas se transformaron en árboles trasmochos para obtener madera, combustible, frutos o forraje, pero esta técnica tradicional fue abandonada a lo largo del siglo XX por los cambios sociales, económicos y productivos que se produjeron.

Actualmente, las sociedades urbanas apuestan por la conservación de estas arboledas por sus valores ambientales y culturales mediante un uso sostenible. Sin embargo, aún no se conocen bien cómo se producen las respuestas de crecimiento pasadas y recientes después del cese de la escamonda. El estudio de los anillos de los árboles mediante la dendrocronología podría ayudar a proyectar cómo estos árboles manejados por el ser humano responderán al cese del desmoche y al calentamiento climático actual.

La corta regular de sus ramas convierte a los árboles trasmochos en puntos calientes de biodiversidad por ofrecer hábitats únicos a líquenes, musgos, insectos y vertebrados. Son también paisajes culturales y valiosos reservorios de carbono dada su longevidad. Sin embargo, la intensidad y frecuencia de la escamonda tradicional ha disminuido en toda Europa lo que hace muy vulnerables a estas arboledas a daños estructurales (colapso de grandes ramas), a la pérdida de vitalidad (atrincheramiento) y a la aridificación inducida por el calentamiento climático.

Se sabe que la escamonda alarga la vida de los árboles pero no está claro cómo afecta a su funcionamiento y rendimiento. En el tronco produce una reducción brusca en la producción de madera, que puede durar de 3 a 7 años, tras los que mejoran gradualmente su tasa de crecimiento hasta que se produce el siguiente turno de desmoche.

Sin embargo, falta información sobre el funcionamiento de los árboles ante la escasez hídrica, como la eficiencia intrínseca del uso del agua (iWUE, de sus siglas en inglés intrinsic water-use efficiency). Este parámetro relaciona las tasas de fotosíntesis y el grado de apertura de los estomas de las hojas (conductancia estomática). Puede reconstruirse analizando las proporciones de isótopos C (¹³C/¹²C) en la madera de los anillos de los árboles por lo que nos da una idea de cómo los árboles responden a años secos y húmedos (δ ¹³ C).

Para ello se necesitan evaluar diversos indicadores funcionales de rodales desmochados en distintos años, unos con el turno perdido y otros con el turno vigente, con el fin de promover su gestión y mejorar su conservación.

Igualmente, en el caso de especies caducifolias de hoja ancha de ámbito mediterráneo, también conviene considerar el papel que desempeña el estrés por sequía por tratarse de un factor climático importante en la dinámica forestal mediterránea.

En regiones mediterráneas de clima continental que han estado sometidas históricamente a deforestación y sobrepastoreo, como es la cordillera Ibérica, las arboledas de chopo o álamo negro (Populus nigra) trasmocho, conocido como chopo cabecero, han sido un importante recurso maderero mediante una gestión de escamonda a turnos de unos doce años. Este sistema agrosilvoganadero tradicional ha creado un paisaje cultural característico de las riberas del sur de Aragón que está actualmente amenazado por el abandono de la escamonda debido a la falta de rentabilidad económica y a los drásticos cambios sociales y económicos acontecidos en el medio rural en los últimos 50 años.

Sin embargo, no sabemos cómo la escamonda afecta a la capacidad de crecer y de tolerar la sequía de los chopos cabeceros. Para ello se necesitan evaluar diversos indicadores funcionales de rodales desmochados en distintos años, unos con el turno perdido y otros con el turno vigente, con el fin de promover su gestión y mejorar su conservación. También conviene considerar el papel que desempeña el estrés por sequía por tratarse de un factor climático importante en la dinámica forestal mediterránea.

Además, estas choperas están afectadas también por el estrés hídrico causado por la disminución generalizada en el caudal de los ríos que reduce la disponibilidad hídrica para los árboles de ribera y por el calentamiento climático que estimula la evapotranspiración y pérdida de agua por las hojas.

Objetivos de la investigación

Los objetivos específicos del estudio fueron los siguientes:

• Evaluar las relaciones entre el clima, la sequía y el caudal de los ríos y el crecimiento en distintos rodales de chopos cabeceros.
• Comparar la respuesta de crecimiento y la eficiencia intrínseca en el uso del agua a dos arboledas desmochadas hace diez y veinte años.

Materiales y métodos

Sitios de estudio

Para conocer la influencia de la pérdida en el turno de escamonda y de la disponibilidad hídrica en el crecimiento radial del tronco y la eficiencia intrínseca en el uso del agua se seleccionaron chopos cabeceros de Aguilar del Alfambra y de Galve (Figura 1) sometidos a condiciones climáticas similares aunque afectados por diferentes condiciones ecohidrológicas (caudal mayor en Galve que en Aguilar) y sobre diferentes sustratos (arcillas cretácicas con mayor retención hídrica en Galve y gravas y arenas fluviales cuaternarias más porosas en Aguilar).

Datos climáticos, índice de sequía y datos de caudal del río

Se obtuvieron datos climáticos mensuales para el periodo 1950-2023, datos semanales del Índice de Evapotranspiración de Precipitación Estandarizada (SPEI) para el periodo 1961-2023 que integra los efectos de las precipitaciones y las temperaturas, así como datos de caudales fluviales mensuales del río Alfambra (estación de Teruel). El SPEI es un índice de sequía que muestra valores negativos (condiciones secas) y positivos (condiciones húmedas).

Muestreo de campo

Se llevó a cabo en diciembre de 2023. Se seleccionaron árboles a los que se les midió su diámetro normal de tronco (a 1,3 m del suelo) y su altura de copa utilizando cintas métricas y telémetro. En cada sitio se muestrearon diez ejemplares escamondados hace 10 años y otros diez escamondados hace 20 años, tomándose en cada caso a 1,3 m del suelo tres testigos radiales del tronco utilizando una barrena Pressler.

Dos testigos fueron procesados para medir el ancho de los anillos y el tercero se reservó para el análisis isotópico (¹³C/¹²C).

Métodos dendrocronológicos

Se secaron, pegaron y lijaron los testigos de madera hasta distinguir bien los anillos anuales de crecimiento que fueron sincronizados o datados comparando las muestras de distintos árboles bajo la lupa. Después se escanearon y se midió la anchura de los anillos con una resolución de 0,01 mm usando el software CooRecorder-CDendro (v. 9.8.1, Saltsjöbaden, Suecia). La edad se obtuvo contando el número de anillos visibles y estimando el número de anillos internos ausentes.

Para calcular las relaciones entre el clima y el crecimiento, se obtuvieron índices de crecimiento sin tendencia y se calcularon correlaciones con variables climáticas e hidrológicas mensuales (TMax, temperatura máxima media; TMin, temperatura mínima media; Prec, precipitación total; caudal del río). Estas correlaciones de Pearson se calcularon para el periodo mejor replicado (1970-2023) considerando la ventana temporal desde octubre del año anterior hasta septiembre actual.

Análisis de δ ¹³ C en la madera

Las mediciones de δ ¹³ C de la madera se utilizaron para estimar la eficiencia intrínseca en el uso del agua (iWUE). Para ello se seleccionaron cinco árboles que mostraban buenas correlaciones de su crecimiento individual con sus respectivas series medias (grupos de desmoche de 10 y 20 años). Se cortaron bajo la lupa los anillos de albura correspondientes al período 2015-2023 usando bisturíes. Las muestras de madera se molieron y homogeneizaron utilizando un molino de bolas. Los análisis de isótopos se llevaron a cabo en el Laboratorio de Isótopos Estables de la Universidad de Almería. La precisión de las medidas de de δ ¹³ C varió entre 0,05 y 0,27 ‰.

Análisis estadísticos

Para comparar los datos de anchura de los anillos entre series de árboles con diferentes tiempos de desmoche, se utilizaron pruebas no paramétricas (test de suma de rangos de la W de Wilcoxon). Estas pruebas determinan si los datos de anillos de los árboles obtenidos de ambos grupos de árboles (árboles desmochados hace 10 o 20 años) correspondían al mismo grupo (hipótesis nula) o si diferían. Para comparar los valores de δ ¹³ C de la madera entre grupos de árboles con diferentes tiempos de desmoche, utilizamos tests no paramétricos (U de Mann-Whitney). Para evaluar las tendencias en las series climáticas anuales se utilizó el estadístico τ de Kendall.

Resultados

Tendencias climáticas y datos de caudal de los ríos

En el área de estudio, tanto las temperaturas medias anuales máximas como mínimas han aumentado desde 1950. En contraste, ni el caudal del río del año hidrológico, ni la precipitación mostraron ninguna tendencia significativa (Figura 2).

Crecimiento radial

En ambos sitios, las tasas medias de crecimiento fueron significativamente mayores en chopos escamondados hace 10 años que en aquellos que lo fueron hace 20 años (Figura 3).

Respuestas del crecimiento al clima, la severidad de la sequía y el caudal fluvial

En Galve, el crecimiento del tronco se vio favorecido por las altas precipitaciones de julio y los elevados caudales de los ríos en julio y septiembre (Figura 5). Las correlaciones con el caudal fueron más fuertes y significativas para la serie de árboles escamondados hace 10 años que para los que lo fueron hace 20 años. En el caso de las precipitaciones de julio, las correlaciones fueron casi significativas con la serie de árboles desmochados hace 10 años.

En Aguilar, el crecimiento aumentó en respuesta a las altas temperaturas mínimas en octubre, las condiciones húmedas de enero y junio y, nuevamente, con caudales altos de septiembre. No se encontraron diferencias en las relaciones clima-crecimiento entre árboles escamondados hace 10 o 20 años, solo una tendencia de los árboles desmochados hace 20 años a responder más al caudal del río de septiembre, pero esta correlación no fue significativa. Considerando el índice de sequía SPEI se encontraron correlaciones positivas y significativas entre los índices de crecimiento y el SPEI de un mes a finales de enero y mediados de junio en Aguilar (Figura 5).

La importancia de la precipitación de enero para el crecimiento en Aguilar ha aumentado con el tiempo como muestran las correlaciones móviles entre ambas variables (Figura 7). Esta relación se volvió significativa a partir de la década de 2000-2009.

Datos de δ ¹³ C de la madera

En ambos sitios de estudio, los árboles escamondados hace 10 años mostraron valores significativamente menores de δ ¹³ C de la madera, es decir menor iWUE, que los que lo habían sido hace 20 años.

Discusión

Como era esperable, los chopos cabeceros escamondados hace 10 años mostraron mayores tasas de crecimiento y menor eficiencia intrínseca del uso del agua (iWUE) que los árboles que habían sido escamondados hace 20 años.

En Galve, los árboles desmochados hace 10 años fueron más sensibles a los cambios en el caudal de los ríos en verano que los que lo fueron hace 20 años, mientras que no se encontraron diferencias relevantes en Aguilar. Estas diferencias pueden explicarse por los distintos procesos ecohidrológicos que ocurren en los dos lugares de estudio.

En Aguilar, el río Alfambra tiene un caudal menor lo que podría explicar la dependencia del crecimiento de las precipitaciones invernales previas y la menor respuesta a los cambios en el caudal. Por contra, el caudal del río Alfambra es mayor cerca del sitio de Galve, donde los chopos cabeceros crecieron más y mostraron una menor eficiencia intrínseca en el uso del agua.

El sustrato de ambos lugares estudiados es muy similar: sedimentos aluviales cuaternarios en superficie y, de forma discordante, arcillas rojas y areniscas del Cretácico Inferior (Facies Weald). Sin embargo, la potencia de los materiales cuaternarios es mucho menor en Galve que en Aguilar, lo que permite que el sistema radicular de los árboles acceda a las arcillas cretácicas, mucho más eficaces en cuanto a la retención hídrica. Esto explica el estrecho acoplamiento entre el crecimiento y el caudal del río en verano y principios de otoño de Galve.

En general, las condiciones hidrológicas parecen ser más estresantes para el desarrollo de los chopos cabeceros y el uso del agua en Aguilar que en Galve.

El aumento de crecimiento observado en los chopos cabeceros escamondados hace 10 años fue transitorio debido a que sus tasas de crecimiento fueron convergiendo con las de los árboles desmochados hace 20 años. Además, la variabilidad del crecimiento aumentó, lo que explicaría por qué respondió más a los cambios en el caudal fluvial en Galve en los árboles escamondados hace 10 años que en los que lo fueron hace 20 años. La mayor autocorrelación del crecimiento de estos últimos puede hacerlos menos sensibles a las fluctuaciones ambientales e indicar un declive crónico causado por múltiples factores de estrés (turno de escamonda demasiado largo, bajo caudal fluvial y del nivel freático), al menos en el sitio de Aguilar.

Las tendencias de calentamiento observadas en la zona sugieren una aridificación en curso a través de mayores tasas de evapotranspiración. Esto concuerda con las respuestas positivas a la precipitación en el invierno (Aguilar), cuando se reponen las reservas de agua del suelo, o en el verano (Galve), cuando tiene lugar el crecimiento radial del chopo y la escasez de agua alcanza su punto máximo.

Una respuesta positiva similar al flujo del río de julio (solo en Galve) y septiembre (ambos sitios) confirma que el chopo negro es un freatófito, es decir, que absorbe su agua de una fuente permanente en el terreno, así como su dependencia del nivel freático cuando el balance hídrico es más negativo a finales del verano.

La menor capacidad de respuesta al clima y al caudal de los ríos que mostraron los chopos cabeceros escamondados hace 20 años en el sitio menos estresante (Galve) refuerza la idea de que están sujetos a estrés crónico por la pérdida del turno en el desmoche. Estas condiciones estresantes corresponderían con tasas de crecimiento menores y un aumento en la eficiencia intrínseca en el uso del agua (δ ¹³ C) de la madera. Estos dos patrones podrían usarse como señales de alerta temprana de la muerte inminente en rodales de chopos cabeceros que carecen de escamonda regular.

Los desmoches recientes redujeron la eficiencia intrínseca del uso del agua en los chopos escamondados, lo que sugiere un alivio del estrés por sequía. Esta disminución del estrés por sequía puede explicarse por la eliminación de la biomasa foliar a través de la escamonda, que reduce la superficie foliar transpirante y conduce a un aumento en la relación raíz-brote. Sospechamos que este efecto también es transitorio y mantener una persistentemente baja eficiencia intrínseca del uso del agua requeriría ciclos regulares de escamonda cada aproximadamente 10 años.

Conclusiones

La escamonda mejoró el crecimiento del tronco de los chopos cabeceros y alivió el estrés por sequía como lo indica la menor eficiencia intrínseca en el uso del agua de los árboles desmochados hace 10 años.

A largo plazo los árboles no escamondados sufren una pérdida gradual de la vitalidad en el dosel y muestran tendencia a sufrir colapso por el peso excesivo de las ramas. Este fallo estructural también puede ser impulsado por una reducción progresiva de la madera del tronco y por el estrés debido a sequía amplificado por la falta de desmoche y el proceso de aridificación vinculado al aumento general de las temperaturas.

Los chopos negros desmochados pueden alcanzar edades elevadas de hasta 250-300 años, por lo que la escamonda es necesaria para mantenerlos en crecimiento y para mejorar su vigor y resiliencia al estrés por sequía.

Nuestros hallazgos señalan planes futuros de investigación y gestión para preservar estos bosques culturales, incluyendo una mejor comprensión de las diferentes técnicas de escamonda, intensidades y tiempo en el crecimiento a largo plazo y las tasas de supervivencia.

En estas masas, sobre todo en aquellas sujetas a mayor estrés hídrico y a menor caudal estival de los ríos, se deberían realizar escamondas periódicas, pero también deberían conseguirse un relevo generacional en los chopos cabeceros para compensar las pérdidas haciendo podas de formación sobre jóvenes árboles procedentes de nuevas plantaciones o del rebrote espontáneo de otros chopos negros.

Jesús Julio Camarero*, Cristina Valeriano*, José Antonio Sánchez** y Chabier de Jaime**

* Instituto Pirenaico de Ecología (CSIC)

** Centro de Estudios del Jiloca

Este artículo es el resumen y traducción del publicado el 24 de octubre de 2024 bajo el título «Pollarding may relieve drought stress in Black Poplars» en el número 15 de la revista Forests.

La entrada LA ESCAMONDA PUEDE ALIVIAR EL ESTRÉS POR LA SEQUÍA EN LOS CHOPOS CABECEROS se publicó primero en Parque del Chopo Cabecero del Alto Alfambra.