Sucesión secundaria, interacciones biológicas y funcionamiento de las comunidades asociadas a taludes de carretera: las interacciones planta-suelo importan más que las planta-planta

Abstract

Los estudios a largo plazo de ecosistemas degradados en recuperación son raros, especialmente aquellos que miran más allá de la composición de especies vegetales. Aquí evaluamos cambios en las interacciones planta-planta y planta-suelo en una cronosecuencia de 20 años en taludes de carretera. Además, cuantificamos las asociaciones entre éstas interacciones y atributos fundamentales del ecosistema (fertilidad del suelo, reciclaje de nutrientes, resistencia a la erosión, composición de plantas y microorganismos). Las interacciones entre plantas no variaron de forma significativa entre taludes de 0-2, de 7-9 o de más de 20 años, pero sí lo hicieron las interacciones planta-suelo. Estas relaciones eran negativas en los taludes más jóvenes y positiva en los más maduros (> 7 años). Cuatro de las 15 variables analizadas (cobertura vegetal, contenido en P, coeficiente C/N y composición de los microorganismos del suelo) llegaron a niveles semejantes a los del ecosistema de referencia. Otras variables (composición y riqueza de plantas, biomasa radicular, reciclado de materia orgánica), incrementaron de forma notable, sobretodo en el periodo de 0-2 a 7-9 años, aunque sin llegar a los niveles de referencia. Las interacciones planta-suelo fueron tan importantes como la edad para determinar la similaridad en la composición microbiana (con respecto a la del ecosistema de referencia), la resistencia a la erosión y el reciclado de C, mientras que las interacciones planta-planta tuvieron una importancia menor para estos atributos. Nuestro trabajo ilustra la variación temporal de componentes fundamentales del ecosistema. También mostramos la importancia de las interacciones planta-suelo para determinar el funcionamiento de comunidades asociadas a taludes de carretera.

Long-term assessments of the recovery of degraded ecosystems are scarce, and even more those focusing on attributes beyond plant species composition. Here, we evaluate changes in planta-plant and plant-soil interactions across a 20+ years-chronosequence in motorway slopes. Furthermore, we quantify the associations between these biotic interactions and changes in important ecosystem attributes (soil fertility, nutrient cycling, erodibility and plant and microbe composition). Plant-plant interactions did not change significantly between slopes 0-2, 7-9 or >20 years old, but plant-soil interactions did. Plant-soil interactions were negative in young slopes and shift to positive from 7 years onwards. Four of the 15 variables analysed (plant cover, P content, C/N ratio and the composition of soil microbes) reached levels comparable to those of the reference ecosystem. Other variables (plant composition and richness, root biomass, organic matter cycling) increased substantially between the 0-2 years and the 7-9 years period, although did not reach the same level as in the reference ecosystem. Plant-soil interactions were as important as slope age to determine the similarity (regarding the reference) in soil microbe composition, erosion resistance and C cycling, while planta-plant interactions were of little importance for those attributes. Our work illustrates how fundamental attributes of the ecosystem change through time. We also show the importance of plant-soil interactions to determine the functioning of plant communities linked to motorway slopes.