Pocas veces se ha visto un tema tan controvertido en la ecología de tierras secas como el ocasionado por la matorralización, la colonización de plantas leñosas en zonas previamente dominadas por herbáceas. En este post, Santiago Soliveres repasa la controversia y revisamos las últimas pruebas científicas al respecto.
La colonización de plantas leñosas, arbustos o árboles, en áreas previamente dominadas por herbáceas es un fenómeno global. Las causas más probables de este fenómeno están ampliamente aceptadas, e incluyen sobrepastoreo, el incremento de la concentración atmosférica de CO2, los cambios en la frecuencia de los fuegos o el cambio climático. Estos cambios ambientales tienen un denominador común: aumentan la capacidad competitiva de los arbustos frente a las plantas herbáceas, lo que causa la matorralización del ecosistema. Este fenómeno se estudió por primera vez en el sudoeste de Estados Unidos, en concreto en los desiertos de Chihuahua y Sonora (pronto tendremos nuestro primer post invitado, hablando de los avances ecológicos más significativos de esas áreas). Además, se conocen procesos de matorralización en Australia, Sudáfrica, el sur de Argentina, o la cuenca mediterránea, por poner algunos ejemplos. Y este fenómeno no sólo se limita a las tierras secas, sino que también se da en ecosistemas alpinos, herbazales en el norte de Reino Unido e incluso en la tundra ártica.
Ahora bien, mientras que las causas son bastante conocidas, las consecuencias de la matorralización para el funcionamiento del ecosistema están bastante menos claras, o por lo menos hay bastante menos acuerdo científico al respecto. Un artículo crucial sobre este fenómeno lo escribieron William Schlesinger y colaboradores en 1990, publicado en Science. En este artículo se habla de la degradación de los sistemas áridos, y se menciona la matorralización como un proceso asociado a esta degradación. Los autores nunca mencionaron la matorralización como causa de esta degradación, sino un proceso asociado a ella (ya que ambos están causados por sobrepastoreo en el área de estudio). Sin embargo, esta asociación se empleó en trabajos posteriores para asumir que la matorralización era una de las causas de desertificación de las tierras secas, y por tanto había que combatir este fenómeno. Como consecuencia de este paradigma, se han empleado millones de dólares en numerosos países para la eliminación de estos arbustos y árboles, llegándose a hablar incluso de «arbustos nativos invasores», o «malas hierbas arbustivas» (woody weeds), con la intención de mejorar el funcionamiento del ecosistema con su eliminación. La bibliografía sobre los métodos para eliminar las plantas leñosas de estos sistemas matorralizados es muy extensa, e incluye el uso de pesticidas, fuegos, maquinaria agrícola para arrancarlos o el corte del sistema vascular del tallo (conocido como «ring barking»). Estos métodos tienen una efectividad variable, funcionando para algunas especies y no otras, o generando desde ecosistemas altamente funcionales a auténticos desiertos.
Ahora bien, ¿qué pruebas científicas hay sobre la relación entre matorralización y desertificación? El lector pronto verá que, como mucho, esta prueba es más que insuficiente para justificar dicha eliminación generalizada de los arbustos, o asumir que con ello se mejorará el funcionamiento del ecosistema. Es cierto que hay datos científicos que sugieren una menor diversidad vegetal, menor productividad de forraje o menos carbono en el suelo (y por tanto, menos fertilidad) en zonas matorralizadas. No es menos cierto, sin embargo, que aumentos en la cobertura de plantas leñosas se han asociado también a todo lo contrario: mayor diversidad de plantas, aves y mamíferos, mayor fertilidad del suelo, o una mayor captura de carbono atmosférico. De hecho, en otras áreas del planeta, por el contrario, se lleva años luchando en la dirección contraria a lo que decíamos anteriormente, con importantes esfuerzos para aumentar la presencia y diversidad de plantas arbustivas, o con campañas masivas de reforestación para mejorar el funcionamiento del ecosistema. Bastante curioso, ¿no?
El efecto de la matorralización en el funcionamiento del ecosistema no es blanco o negro, y parece depender de las condiciones climáticas, el tipo de planta leñosa que coloniza o el uso del suelo que se esté haciendo (en especial si hay pastoreo o no). El metaanálisis más extenso hasta la fecha sobre el efecto de la matorralización indica que sus efectos sobre el funcionamiento ecosistémico son raramente negativos (reducen la cobertura de herbáceas y el pH del suelo), siendo generalmente positivos (en la mayor parte de casos en los que se ha estudiado aumentan el carbono y el nitrógeno del suelo, variables están íntimamente ligadas a la fertilidad del mismo). En dos estudios recientes se sugiere que las consecuencias funcionales de la matorralización tienden a ser más negativas en las zonas más secas, y más positivas en las zonas más húmedas y, en general, que tanto la diversidad vegetal como el funcionamiento del ecosistema alcanza un máximo con coberturas intermedias de plantas arbustivas. Esto tiene relación con otros trabajos, que muestran cambios en la heterogeneidad en la disponibilidad de agua, luz y nutrientes (máxima a coberturas intermedias), de forma que se proveen hábitats tanto para especies que requieren espacios abiertos como zonas de sombra y refugio, o que se benefician de un mayor número de “pisos” en la vegetación. La matorralización, además, tiene efectos claros sobre el comportamiento de algunos herbívoros, ya que estos evitan zonas donde no pueden ver si se acercan sus depredadores. Por tanto, algunas zonas matorralizadas funcionan como refugio libre de herbivoría de otras especies vegetales.
El lector conocedor de la ecología de tierras secas quizás habrá pensado alguna vez que existe una paradoja entre las conocidas «islas de fertilidad» y la relación entre matorralización y desertificación. Las islas de fertilidad están normalmente formadas por arbustos, grandes herbáceas o árboles, que capturan el agua de escorrentía, y las semillas y nutrientes que esta agua transporta, funcionando como “sumideros” del ecosistema (ya hablamos de esta dinámica en el post anterior). Estas plantas también atraen a las aves y mamíferos, de forma que estos defecan en el área circundante, depositando semillas y aumentando la fertilidad del suelo alrededor de estas manchas de vegetación. Además, estas plantas sombrean el área circundante, y en algunos casos mueven el agua disponible en las capas más profundas del suelo a zonas más superficiales, donde queda disponible para otras especies vegetales. Todos estos procesos generan un aumento importante de la fertilidad del suelo, la diversidad y productividad vegetal, o la actividad de los microorganismos, debajo de las manchas de vegetación, mejorando claramente el funcionamiento del ecosistema. ¿Cómo, entonces, podemos entender que arbustos o árboles mejoren el funcionamiento del ecosistema de forma individual, mientras que la presencia de muchos de ellos se asocia a la degradación del mismo? He aquí la paradoja. Lo primero que hemos de entender es que no todos los arbustos o árboles crean las mismas islas de fertilidad. No está del todo claro qué hace que unos sean mejores que otros en este aspecto, pero arbustos cuyo dosel está asociado al suelo (y por tanto capturan más agua de escorrentía), aquellos que fijan nitrógeno atmosférico, o aquellos que son altos o tienen frutos que atraen a los pájaros y mamíferos, suelen generar islas más fértiles. Por supuesto, la fertilidad de estas manchas de vegetación también puede depender de qué hay alrededor, de si colonizan sistemas ya de por sí discontinuos (es decir, con zonas de suelo desnudo, que generan escorrentía y ya de por sí son heterogéneas), o si colonizan herbazales cuya cobertura es (o era) continua y en los que, por tanto, el efecto “sumidero” altera de alguna forma la dinámica natural del sistema, tal y como discutían Schlesinger y sus colaboradores en 1990.
[i] http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0002332
[ii] http://www.pnas.org/content/111/35/12948.short
[iii] http://www.nature.com/nature/journal/v418/n6898/full/nature00910.html
[iv] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/geb.12215/abstract
[v] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1461-0248.2009.01352.x/abstract
[vi] http://www.nature.com/articles/srep28974
[vii] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1461-0248.2011.01630.x/abstract
[viii] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1461-0248.2009.01352.x/abstract
[ix] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/geb.12215/abstract
[x] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1890/1540-9295(2006)004%5b0096:TGCTIE%5d2.0.CO%3b2/abstract?journalCode=fron
[xi] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1890/07-1250.1/full
[xii] http://science.sciencemag.org/content/142/3588/15
[xiii] http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140196398904554
[xiv] http://link.springer.com/article/10.1007/s10021-013-9711-y
[xv] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1461-0248.2011.01630.x/abstract
Arida Cutis 
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