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EU Horizon 2020 grant No. 776681 (PHUSICOS)..., Cunliffe, A.M., Anderson, K., Boschetti, F., Brazier, R.E., Graham, H.A., Myers-Smith, I.H., Astor, T., Boer, M.M., Calvo, L.G., Clark, P.E., Cramer, M.D., Encinas-Lara, M.S., Escarzaga, S.M., Fernández-Guisuraga, J.M., Fisher, A.G., Gdulová, K., Gillespie, B.M., Griebel, A., Hanan, N.P., Hanggito, M.S., Haselberger, S., Havrilla, C.A., Heilman, P., Ji, W., Karl, J.W., Kirchhoff, M., Kraushaar, S., Lyons, M.B., Marzolff, I., Mauritz, M.E., McIntire, C.D., Metzen, D., Méndez-Barroso, L.A., Power, S.C., Prošek, J., Sanz-Ablanedo, E., Sauer, K.J., Schulze-Brüninghoff, D., Šímová, P., Sitch, S., Smit, J.L., Steele, C.M., Suárez-Seoane, S., Vargas, S.A., Villarreal, M., Visser, F., Wachendorf, M., Wirnsberger, H., Wojcikiewicz, R.

P. 1-11 We analyse the effects of burn severity on individual soil properties and soil quotients in Mediterranean fire-prone pine forests immediately after a wildfire. Burn severity was measured in the field through the substrate stratum of the Composite Burn Index and soil samples were taken 7–9 days after a wildfire occurred in a Pinus pinaster Ait. ecosystem. In each soil sample, we analysed physical (size of soil aggregates), chemical (pH, organic C, total N and available P) and biological (microbial biomass C, b-glucosidase, urease and acid phosphatase activities) properties. Size of aggregates decreased in the areas affected by high burn severity. Additionally, moderate and high severities were associated with increases in pH and available P concentration and with decreases in organic C concentration. Microbial biomass C showed similar patterns to organic C along the burn severity gradient. The enzymatic activities of phosphatase and b-glucosidase showed the highest sensitivity to burn severity, as they strongly decreased from the low-severity scenarios. Among the studied soil quotients, the C : N ratio, microbial quotient and b-glucosidase : microbial biomass C quotient decreased with burn severity. This work provides valuable information on the impact of burn severity on the functioning of sandy siliceous soils in fire-prone pine ecosystems. SI

P. 24-32 The increasing occurrence of large and severe fires in Mediterranean forest ecosystems produces major ecological and socio-economic damage. In this study, we aim to identify the main environmental factors driving fire severity in extreme fire events in Pinus fire prone ecosystems, providing management recommendations for reducing fire effects. The study case was a megafire (11,891 ha) that occurred in a Mediterranean ecosystem dominated by Pinus pinaster Aiton in NW Spain. Fire severity was estimated on the basis of the differenced Normalized Burn Ratio from Landsat 7 ETM +, validated by the field Composite Burn Index. Model predictors included pre-fire vegetation greenness (normalized difference vegetation index and normalized difference water index), pre-fire vegetation structure (canopy cover and vertical complexity estimated from LiDAR), weather conditions (spring cumulative rainfall and mean temperature in August), fire history (fire-free interval) and physical variables (topographic complexity, actual evapotranspiration and water deficit). We applied the Random Forest machine learning algorithm to assess the influence of these environmental factors on fire severity. Models explained 42% of the variance using a parsimonious set of five predictors: NDWI, NDVI, time since the last fire, spring cumulative rainfall, and pre-fire vegetation vertical complexity. The results indicated that fire severity was mostly influenced by pre-fire vegetation greenness. Nevertheless, the effect of pre-fire vegetation greenness was strongly dependent on interactions with the pre-fire vertical structural arrangement of vegetation, fire history and weather conditions (i.e. cumulative rainfall over spring season). Models using only physical variables exhibited a notable association with fire severity. However, results suggested that the control exerted by the physical properties may be partially overcome by the availability and structural characteristics of fuel biomass. Furthermore, our findings highlighted the potential of low-density LiDAR for evaluating fuel structure throughout the coefficient of variation of heights. This study provides relevant keys for decision-making on pre-fire management such as fuel treatment, which help to reduce fire severity. SI

P. 553-562 Forest managers require reliable tools to evaluate post-fire recovery across different geographic/climatic contexts and define management actions at the landscape scale, which might be highly resource-consuming in terms of data collection. In this sense, remote sensing techniques allow for gathering environmental data over large areas with low collection effort. We aim to assess the applicability of remote sensing tools in post-fire management within and across three mega-fires that occurred in pine fire-prone ecosystems located along an Atlantic-Transition-Mediterranean climatic gradient. Four years after the wildfires, we established 120 2x2m plots in each mega-fire site, where we evaluated: (1) density of pine seedlings, (2) percentage of woody species cover and (3) percentage of dead plant material cover. These variables were modeled following a Bayesian Model Averaging approach on the basis of spectral indices and texture features derived from WorldView-2 satellite imagery at 2 m spatial resolution. We assessed model interpolation and transferability within each mega-fire, as well as model extrapolation between mega-fires along the climatic gradient. Texture features were the predictors that contributed most in all cases. The woody species cover model had the best performance regarding spatial interpolation and transferability within the three study sites, with predictive errors lower than 25% for the two approaches. Model extrapolation between the Transition and Mediterranean sites had low levels of error (from 6% to 19%) for the three field variables, because the landscape in these areas is similar in structure and function and, therefore, in spectral characteristics. However, model extrapolation from the Atlantic site achieved the weakest results (error higher than 30%), due to the large ecological differences between this particular site and the others. This study demonstrates the potential of fine-grained satellite imagery for land managers to conduct post-fire recovery studies with a high degree of generality across different geographic/climatic contexts. SI

P. 63-75 Projections of future wildfire regimes forecast an increased frequency of large high-severity fires that create very harsh environmental conditions and constitute a challenge to post-fire ecosystem regeneration. Under these new circumstances, better knowledge of the plant interaction mechanisms underlying post-fire seedling establishment success would aid restoration management to achieve the intended targets. We evaluated the combined effect of recurrent large stand-replacing fires and conventional post-fire restoration activities (salvage logging after a single large fire, and direct seeding and linear subsoiling plus seedling planting after two subsequent large fires) on tree seedling recruitment and performance (development, annual growth, and biomass) in the early stages of succession in fire-prone maritime pine (Pinus pinaster Ait.) ecosystems. We quantified plant facilitative/competitive interactions between naturally recruited pine seedlings, neighbouring seedlings and potential nurse shrubs with different post-fire regeneration strategies (obligate seeders vs resprouters), by computing the relative interaction index (RII). The results evidenced that fire recurrence altered plant species composition and conditioned initial pine seedling recruitment and establishment, prevailing over the expected negative impact of salvage logging and positive impact of seeding. Seedling recruitment was sufficient to ensure natural tree regeneration after a single fire event and undermined by repeated fires. Both delaying burned timber removal during salvage logging operations and retaining immature dead trees without commercial value onsite in subsoiled stands enhanced seedling recruitment via facilitative interactions. Higher seedling growth and height under shrubs than in open ground resulted in lower aerial and root biomass, indicating elongation in response to shade, and net competition for resources. Inter-specific competition between naturally regenerated seedlings and shrubs was aggravated by intra-specific competition with neighbouring seedlings and by mechanical site preparation in subsoiled stands. All in all, post-burn increased soil fertility most likely counterbalanced the environmental stress created by fire, shifting the net outcome of plant interactions from positive (facilitation) to negative (competition). We recommend alternative post-fire management actions that decrease plant competition and take advantage of facilitation by residual burned wood, to ultimately accelerate ecosystem recovery after large stand-replacing fires. SI

Los incendios forestales pueden ejercer una presión selectiva sobre las características biológicas de las especies en ecosistemas propensos al fuego. El objetivo del estudio es determinar si los rasgos biológicos de las especies leñosas del sotobosque son distintos bajo diferentes escenarios de severidad del fuego en pinares de Pinus pinaster y Pinus halepensis. Para abordar este objetivo se seleccionaron dos grandes incendios ocurridos en 2012 (Sierra del Teleno-León y Cortes de Pallás-Valencia). Tres años después del incendio se establecieron parcelas de campo, en las que se midieron los diámetros mínimos remanentes de una especie leñosa representativa de la comunidad para determinar el nivel de severidad (baja, moderada y alta). También se muestrearon las coberturas visuales de las especies leñosas del sotobosque, que se clasificaron en función a sus rasgos biológicos (estrategia de regeneración, presencia de lignotubérculo, dormición y capacidad de dispersión de las semillas). Los resultados mostraron que la alta severidad redujo la cobertura de especies que usan el rebrote para regenerar, independientemente de la presencia de lignotubérculo, e incrementó la cobertura de germinadoras. Las especies germinadoras con dormición física se vieron favorecidas, mientras que la capacidad de dispersión no supuso una ventaja en relación con la severidad

P. 905-919 1.In Mediterranean mountainous areas, forests have expanded in recent decades because traditionalmanagement practices have been abandoned or reduced. However, understanding the ecologicalmechanisms behind landscape change is a complex undertaking because the influence of land usemay be reinforced or constrained by abiotic factors such as climate. In this work, we evaluated theircombined effects on recent forest expansion across climatic, topographic and management gradients.2.We used orthorectified aerial photographs from the second half of the twentieth century (1956,1974, 1983, 1990 and 2004) to monitor changes in forest distribution in a set of 20 head-waterbasins in the Cantabrian Mountains of north-west Spain, at the Eurosiberian–Mediterranean limit. Inparticular, we evaluated the role of land-use history (comparing natural vs. anthropic basins) andmicroclimate (comparing shaded vs. sunny aspects) of forest gain/loss rates and spatial distributionshifts. Finally, we applied Species Distribution Modelling techniques (MaxEnt and BIOMOD) in thestated scenarios of land-use history and microclimate, to assess habitat suitability for forest expan-sion on the basis of topography, soil properties and mesoclimatic variables.3.Forest cover increased from 10.72% in 1956 to 27.67% in 2004 in the area. The rate of expan-sion was significantly higher in natural basins and, particularly, on shaded slopes. In all cases, themean elevation of new forest patches increased during the study period, which was particularly evi-dent on natural sunny slopes. The performance of the models and the magnitude of the effects var-ied across land-use histories and microclimatic conditions. Soil properties and temperature andprecipitation in late spring and early summer were the main drivers of forest expansion in modellingexercises, although expansion rates and upward altitudinal shifts were primarily controlled by land-use history and the biogeographic origin of the forests.4.Synthesis. The combination of monitoring and modelling techniques used in this work contributedto the understanding of forest expansion in cultural systems, indicating that ecological succession isnot a homogeneous process, but varies spatially due to human and abiotic constraints since historical times.

P. 387-394 Por necesidades de cumplimiento normativo en las Evaluaciones de Impacto Ambiental es fundamental el análisis de la componente paisajística

Durante la segunda mitad del siglo XX, dos cambios principales en el uso de las tierras han afectado a los paisajes agrícolas europeos: la intensificación y el abandono de las tierras de cultivo

P. 708-719 El fuego constituye una perturbación ecológica importante que influye en el ciclo natural de la vegetación, y en la estructura y funciones de los ecosistemas. No existe una escala natural, único en el que los fenómenos ecológicos se entienden completamente y por lo tanto la capacidad de manejar la escala es beneficioso para los marcos metodológicos para el análisis y seguimiento de los ecosistemas SI

P. 77-86 La cartografía de zonas quemadas es una herramienta útil para la caracterización del régimen de fuegos. Mediante imágenes de los sensores Landsat TM y ETM+ se ha generado la cartografía de fuegos de tres espacios naturales de Castilla y León para el período 1992-2002, caracterizándose posteriormente el patrón temporal del régimen de fuegos de cada zona. Se analizaron además diversas metodologías para la detección de las zonas quemadas. Los resultados identificaron al índice espectral NBR como el más adecuado y confirman la problemática derivada de los incendios en dos de los espacios naturales considerados, con alto valores de ocurrencia y recurrencia. SI

110 p. El objetivo principal de la Tesis Doctoral fue evaluar a diversas escalas el potencial de técnicas de teledetección novedosas para monitorizar el estado de los ecosistemas y los impactos ecológicos de los grandes incendios forestales en los paisajes propensos al fuego de la Cuenca Mediterránea occidental, bajo diferentes escenarios de régimen de incendios. Según el autor, en conjunto, las técnicas de teledetección desarrolladas en esta Tesis Doctoral podrían ayudar a los gestores forestales a implementar políticas pre-incendio eficientes, dirigidas a reducir la carga de combustible y a modificar la disposición del mismo, particularmente en los ecosistemas más propensos a alta severidad del fuego. Los resultados de esta Tesis Doctoral también proporcionan el conocimiento científico y las necesidades operativas a corto plazo para identificar, en los ecosistemas menos resilientes, las áreas en las que son necesarias acciones de restauración para promover la regeneración de la vegetación y controlar procesos ambientales perjudiciales en el contexto del cambio global.

199 p. Los paisajes de montaña son considerados como mosaicos altamente heterogéneos de gran interés desde el punto de vista de la conservación, los cuales son resultado de la interacción entre la variabilidad climática y topográfica, los gradientes altitudinales y la influencia antrópica. Esta heterogeneidad constituye un factor clave para explicar el papel de los sistemas de montaña como centros de biodiversidad y como sistemas proveedores de una gran variedad de servicios ecosistémicos, que contribuyen al bienestar humano. Esta Tesis Doctoral tiene como objetivo identificar las variaciones espaciales en la heterogeneidad del paisaje, a partir de datos de teledetección, en una serie de sistemas montañosos de España (la Cordillera Cantábrica, el Sistema Central y los Pirineos españoles), con el fin de evaluar su relación con los patrones de diversidad biológica y la provisión de servicios ecosistémicos a distintas escalas espaciales y temporales. Como base para identificar las variaciones espaciales en la heterogeneidad de paisaje, se clasificaron y se caracterizaron los paisajes de los tres sistemas de montaña mediante el uso de datos relativos a los tipos de ocupación del suelo, topografía e influencia humana, que se combinaron mediante la aplicación de un Análisis de Componentes Principales (PCA) seguido de un análisis cluster. En el caso específico de la Cordillera Cantábrica, se evaluó la aplicabilidad de dos de los productos de teledetección de libre acceso, relativos a los tipos de ocupación del suelo, más comúnmente utilizados (el mapa categórico CORINE Land Cover a 30 m de resolución y el índice espectral NDVI derivado de las imágenes de satélite NOAA-AVHRR a 1 km de resolución espacial); para el desarrollo de clasificaciones de paisaje a diferentes resoluciones espaciales (30 m, 90 m, 180 m y 1 km). Estos productos de teledetección permitieron elaborar con éxito clasificaciones de paisaje con sentido ecológico a través de distintas resoluciones espaciales. La relación entre la heterogeneidad del paisaje y la riqueza de especies de vertebrados terrestres, en los tres sistemas de montaña, fue analizada utilizado dos unidades espaciales de análisis diferentes: unidades eco-geográficas (cuencas) vs unidades arbitrarias (ventanas cuadrangulares de diferente tamaño). El efecto de la heterogeneidad del paisaje sobre la riqueza de especies de vertebrados terrestres dependió, en gran medida, del tipo de unidad espacial de análisis y del tamaño de la misma. Es necesario de una mayor consideración de los enfoques de análisis eco-geográficos en los estudios de biodiversidad, ya que los enfoques de análisis arbitrarios, tradicionalmente utilizados, podrían mostrar limitaciones para detectar las relaciones entre la heterogeneidad de paisaje y los patrones de biodiversidad. Por otra parte, se evaluó el papel de la heterogeneidad del paisaje, entre otros filtros ambientales, en la estructuración de los rasgos funcionales (tipo de alimentación, tipo de uso del hábitat y periodo de actividad) de las especies de vertebrados terrestres en la Cordillera Cantábrica. Se detectó una mayor influencia del clima, la topografía y las variables de influencia humana como filtros ambientales de los rasgos funcionales de las especies de vertebrados terrestres, en comparación con el papel de la heterogeneidad del paisaje. Por último, se exploró la influencia de los cambios en los tipos de ocupación del suelo, experimentados durante las dos últimas décadas (1990-2012) en la Cordillera Cantábrica, sobre los cambios en la capacidad potencial de provisión de servicios ecosistémicos (servicios de regulación, provisión y culturales), a escala regional y local. De igual forma, se compararon las tendencias en el uso de los servicios ecosistémicos con las estimaciones de su provisión potencial a escala local. Se detectaron tendencias hacia la homogenización del paisaje, las cuales favorecieron la provisión potencial de servicios de regulación y de provisión ligados a las expansión de la vegetación leñosa, mientras que la provisión potencial de servicios asociados a paisajes tradicionales, como la capacidad ganadera, se vio reducida. Estos cambios en la provisión potencial de servicios ecosistémicos se correspondió con las tendencias de cambio en el uso de los mismos. Los resultados de esta Tesis permiten mejorar el conocimiento existente sobre el papel que desempeña la heterogeneidad del paisaje en la explicación y preservación de los patrones de biodiversidad y la provisión de servicios ecosistémicos que contribuyen al bienestar humano, en los sistemas de montaña

Los cambios de uso y ocupación del suelo han tenido una gran incidencia en la cuenca Mediterránea desde los orígenes de la humanidad. Aunque son numerosos los motores naturales y antrópicos del cambio, destaca por su importancia la Política Agraria Comunitaria (PAC) que, durante las últimas décadas, ha favorecido el abandono de los cultivos en suelos menos productivos. Como consecuencia, las formaciones forestales se han expandido y densificado, modificándose el régimen de incendios. ara poder alcanzar este objetivo resulta de gran utilidad el marco teórico de la Ecología del Paisaje, así como la teledetección y fotointerpretación, herramientas que generan datos espaciales que pueden ser integrados mediante Sistemas de Información Geográfica. En el Espacio Natural de La Sierra de Ancares (León), situado en el extremo occidental de la Cordillera Cantábrica, diversos factores ambientales y socioeconómicos relacionados con el cambio global han modificado el paisaje original durante las últimas décadas, determinando su actual estructura y función. Por ello, el objetivo global de esta Tesis consiste en analizar la dinámica paisajística observada a diferentes escalas espaciales y temporales, así como la esperada bajo distintos escenarios de cambio futuro, y sus efectos en la función del paisaje, 257 p.

257 p. Los cambios de uso y ocupación del suelo han tenido una gran incidencia en la cuenca Mediterránea desde los orígenes de la humanidad. Aunque son numerosos los motores naturales y antrópicos del cambio, destaca por su importancia la Política Agraria Comunitaria (PAC) que, durante las últimas décadas, ha favorecido el abandono de los cultivos en suelos menos productivos. Como consecuencia, las formaciones forestales se han expandido y densificado, modificándose el régimen de incendios. ara poder alcanzar este objetivo resulta de gran utilidad el marco teórico de la Ecología del Paisaje, así como la teledetección y fotointerpretación, herramientas que generan datos espaciales que pueden ser integrados mediante Sistemas de Información Geográfica. En el Espacio Natural de La Sierra de Ancares (León), situado en el extremo occidental de la Cordillera Cantábrica, diversos factores ambientales y socioeconómicos relacionados con el cambio global han modificado el paisaje original durante las últimas décadas, determinando su actual estructura y función. Por ello, el objetivo global de esta Tesis consiste en analizar la dinámica paisajística observada a diferentes escalas espaciales y temporales, así como la esperada bajo distintos escenarios de cambio futuro, y sus efectos en la función del paisaje

En esta tesis se analizan los cambios producidos en el paisaje de la vertiente sur de la Cordillera Cantábrica (NO España), a diferentes escalas espacio-temporales, identificando las fuerzas ambientales y socio-económicas que han conducido estos cambios. Se dedica especial atención a la puesta en valor de los mosaicos paisajísticos de matorral, pastizal y roca, tratando de mejorar el conocimiento sobre los servicios ecosistémicos que éstos proveen a diferentes escalas institucionales (de local a internacional), 226 p.

226 p. En esta tesis se analizan los cambios producidos en el paisaje de la vertiente sur de la Cordillera Cantábrica (NO España), a diferentes escalas espacio-temporales, identificando las fuerzas ambientales y socio-económicas que han conducido estos cambios. Se dedica especial atención a la puesta en valor de los mosaicos paisajísticos de matorral, pastizal y roca, tratando de mejorar el conocimiento sobre los servicios ecosistémicos que éstos proveen a diferentes escalas institucionales (de local a internacional)