Research Projects and Lines

1) INCREMENTO. Global assessment of increasing wild ungulate numbers on ecosystem integrity

Our working hypothesis is that changes in wild ungulate abundance will modulate ecosystem structure, functioning and integrity, determining the overall ecosystem health and, thus, the provision of important ecosystem services. To test this hypothesis, we conduct both observational and manipulative studies in contrasted ecosystems and ungulate species, using an integrative assessment of the functional response of ecosystems (soil, nutrient cycling, plant, microbial, fungal and parasite communities, among others), taking into account the welfare and health (microbiome, oxidative stress, telomere length, immune response, biochemistry and haematology) of the ungulate species involved in the overabundance process and its implications for human health (Fig. 1).

Figure 1. Diagram of the main biodiversity components, species interactions and ecological processes addressed by INCREMENTO project: 1= Microbiome diversity; 2= Tick diversity and load as proxy for vector-borne disease risk; 3= Vertebrate diversity and seed dispersal; 4= Plant preferences, herbivory and plant regeneration; 5=Invertebrate diversity, pollination and pests; 6= Haematology, oxidative stress, telomere shortage, immune response, nutritional condition, 7-8= small mammal abundance and tick load; 9=Biogeochemical cycling; 10= Mycorrhizal functioning; 11= Microbial diversity; 12=Mutualistic and multi-trophic networks.

INCREMENTO project gathers in total 7 national Universities (UAB, UPM, UIB, UM, UCH, UMH, UCM), 5 national Research Centres (CREAF, CReSA, EBD-CSIC, INIA and INIAV) and 8 foreign Research Institutions (Brighton University, Montclair State University, INRA, Oregon State University, Universitá de Torino, CNRS, Zurich University and Universidade de Aveiro). This unique research network will allow the project to gather diverse methodological techniques (e.g., complex molecular biology, remote-sensing, multi-trophic network analysis, multi-spectral camera imaging, radio-collaring, innovative biogeochemical
approaches, oxidation and senescence markers, ecological modelling, etc.). This project is supported by the Spanish Minsitry of Science (Ministerio de Ciencia e Innovación) and is coordinated by Emmanuel Serrano (UAB) and Ramón Perea (UPM).

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2) MULTI-SPECTRAL

The general objective of the MULTI-SPECTRAL project is to develop new technological approaches based on multi- and hyper-spectral imagery at different resolution scales and with different technologies (drone, satellites and field spectroradiometer) to remotely characterize ecosystems and their ecophysiological response to increasing global change stress, thus contributing to the implementation and monitoring of ecological restoration techniques. Our specific objectives are 1) Develop a low-cost monitoring approach to identify target plant species used for restoration purposes, but consumed by livestock or wild herbivores, using multi- and high-spectral imagery 2) Create foodscapes and restoration maps through multi- and hyper-spectral imagery 3) Evaluate the spectral response of plants to increasing biotic (herbivory) and abiotic (drought) stress and establish spectral-ecophysiological relationships 4) Integrate foodscapes, plant ecophysiology and soil carbon sequestration to establish long-term sustainability indicators and promote forest resilience and restoration ecology.
The MULTI-SPECTRAL proposal is ambitious and interdisciplinary with 19 international experts from seven universities (USA, UK, Switzerland, Italy, and Spain), with strong and direct applications to the remote diagnosis of ecosystems, the satellite mapping of plant resources, the remote-response signature of plants and soils to global change effects and the implementation and monitoring of ecological restoration techniques, therefore contributing to the overall aim of digital transformation and ecological transition.

The MULTI-SPECTRAL project gathers researchers from the Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Universidad Islas Baleares (UIB), Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), Universidad Autónoma de Madrid (UAB), University of Brighton (UK), University of Zurich-Switzerland (Zurich Univ.), Universidad de Stanford-USA (Stanford Univ.), Montclair State University-USA (Montclair Univ.) and Università di Padova-Italy (Univ. Padova).

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3) New technological approaches in restoration ecology (TECHOL)

We aim to develop new ecological approaches based on innovative technology, particularly spectral and satellite imagery, a new research line recently started at our lab (Alonso et al. 2020). Therefore, this SEED project aims to develop the possible uses of imagery on restoring ecosystems of Africa. This research line has a strong and direct application to 1) the remote diagnosis of grazed systems, 2) the satellite mapping of plant resources (i.e. foodscapes) for large herbivores, either livestock or wildlife, and 3) the implementation and monitoring of ecological restoration techniques of degraded ecosystems.

In collaboration with Dr. David Moreno-Mateos (Harvard University)

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4) BIOSTRESS (Marie Curie Actions). OAK PROJECT

The Project BIOSTRESS –Linking biotic and abiotic stress into the net outcome of plant interactions- aims to combine both sources of stress (biotic and abiotic) at increasing levels to analyse possible changes on the sign and strength of plant interactions. We used oak-dominated areas in California and Spain as study systems (oak savannas and woodlands). In addition, we try to disentangle the oak regeneration process (seed dispersal, seedling establishment, sapling survival, etc.) towards the conservation, restoration and management of these highly valuable systems.

In collaboration with Prof. Rodolfo Dirzo (Stanford University) and Prof. Luis Gil (UPM, Madrid). Funded by Marie Curie Actions (European Commission).

All the info here

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5)  ECOLOGY AND SUSTAINABILITY OF WILD UNGULATE POPULATIONS

We are interested in the sustainability and management  of wild ungulate populations. We study various ungulate species such as Iberian ibex (Capra pyrenaica), Barbary sheep (Ammotragus lervia), red deer (Cervus elaphus) and mule deer (Odocoileus hemionus) in Spain and California. Our research is particulary focused on the effects of ungulate populations on vegetation composition and dynamics, including threatened flora, and how to estimate sustainable populations based on vegetation conservation and plant regeneration.

Marta Peláez did her PhD on ecology and management of red deer and roe-deer populations and Mario Velamazán on applied ecology and management of systems dominated by Barbary sheep (Ammotragus lervia).

In collaboration with Prof. Alfonso San Miguel

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6) PLANT FACILITATION AND ECOLOGICAL RESTORATION OF RUPESTRIAN GRASSLANDS (BRAZIL)

Rupestrian grasslands are subtropical montane savannas that represent megadiverse ancient ecosystems characterized by infertile soils, high endemism, and unique species compositions (Fernandes, 2016). However, this natural heritage is currently under threat due to human-induced disturbances (e.g. invasive species) and climate change. Particularly important is the role played by key nurse shrubs due to their capability to assemble ecological communities and maintain biodiversity, mostly through facilitative interactions.

The goal of this project is to analyze the possible differential effect between female and male individuals of Baccharis dracunculifolia (a potential generalist nurse shrub) on facilitating understory herbaceous vegetation. In addition, this proposal aims to provide new management and conservation practices towards the restoration and preservation of rupestrian grasslands by focusing on the use of nurse shrubs to restore the grassland communities.

In collaboration with Laboratório de Ecologia Evolutiva e Biodiversidade (Prof. Geraldo W. Fernandes) in Bello Horizonte (Brazil). Funded by the Spanish Association of Terrestrial Ecology (AEET).

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7) SERVICIOS ECOSISTÉMICOS DE POLINIZACIÓN Y DISPERSIÓN EN ÁREAS NATURALES PROTEGIDAS DE IBEROAMERICA (SEPODI). ECOSYSTEM SERVICES OF POLLINATION AND DISPERSAL IN PROTECTED AREAS

En este proyecto proponemos crear por primera vez una Red Temática que tiene por objetivo  evaluar la importancia de los servicios ecosistémicos de polinización y dispersión de semillas por animales para el mantenimiento y regeneración de las áreas naturales protegidas (ANPs) y estimar el impacto del servicio de polinización y dispersión provisto por las ANPs a las zonas agrícolas y manejadas circundantes a través del análisis y síntesis de información existente, datos experimentales y modelos espaciales. Este proyecto se realizará en varias ANPs de Argentina, Brasil, Costa Rica, España, Honduras y México. Este trabajo se realizará en conjunto con el Laboratorio Nacional de Análisis y Síntesis Ecológica (LANASE), Universidad Nacional Autónoma de México, utilizando su infraestructura física y tecnológica y sus recursos humanos, para el desarrollo de los objetivos. Las Áreas Naturales Protegidas son centros para la conservación de la biodiversidad y representan importantes reservorios de interacciones mutualistas clave para el mantenimiento, persistencia y futuro de las comunidades vegetales y la productividad de agroecosistemas.

Principal Coordinator: Dr. Mauricio Quesada (UNAM, Mexico)

More Info: HERE

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8) HEREGE. Herbivoría y regeneración natural en sistemas mediterráneos dominados por ungulados: Implicaciones para una gestión sostenible ante el cambio global

Las poblaciones de ungulados silvestres están creciendo drásticamente en las últimas décadas como consecuencia de múltiples factores ligados al cambio del uso del suelo y a importantes trasformaciones socioeconómicas. Los Parques Nacionales de España no son ajenos a esta tendencia y precisan, por tanto, de conocimiento científico para gestionar adecuadamente las poblaciones de ungulados de manera sostenible y compatible con la conservación integral del ecosistema.  Resulta especialmente necesario analizar el posible efecto de las poblaciones de ungulados sobre la capacidad de regeneración y resiliencia de las especies leñosas al ser éstas las especies más sensibles al daño por ungulados (herbivoría, escodado y pisoteo). Además, el actual cambio climático añade una creciente fuente de estrés a muchos taxones de sistemas mediterráneos. En particular, el incremento en la intensidad y duración del periodo de sequía estival genera un estrés hídrico añadido al estrés de origen biótico (herbivoría). Resulta, así, imperativo abordar el efecto conjunto de ambas fuentes de estrés y la capacidad de respuesta de las especies vegetales ante el cambio global. La finalidad de este proyecto es analizar el efecto de las poblaciones de ungulados en el contexto actual de cambio global con cuatro objetivos fundamentales:

1. Evaluar el impacto de las poblaciones de ungulados sobre la vegetación leñosa y su efecto sobre la regeneración natural, con especial hincapié en las especies amenazadas y en la capacidad de regeneración a diferentes densidades relativas de ungulados.
2. Determinar las preferencias de los ungulados por las diferentes especies leñosas y proponer especies indicadoras de la sostenibilidad-insostenibilidad de las poblaciones de ungulados
3. Analizar el efecto conjunto del estrés biótico (herbivoría) y abiótico (sequía) sobre las especies leñosas de diferente palatabilidad para conocer su capacidad de respuesta (resiliencia) ante los niveles crecientes de estrés
4. Proponer y evaluar medidas de gestión con base científica en favor de la regeneración de las especies leñosas ante el cambio global (creciente sequía y herbivoría).

Proyecto financiado por el Organismo Autónomo Parques Nacionales. Se lleva a cabo en los Parques Nacionales de Cabañeros, Doñana y Monfragüe.

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9) GLOBALFOR. Efectos del cambio global en la dinámica de sistemas forestales y agroforestales: Una aproximación multidisciplinar

Objetivos:

• Comparar la composición y estructura del arbolado adulto con la regeneración subyacente con el fin de determinar las especies y rasgos funcionales más sensibles al cambio global, y predecir cambios futuros en la diversidad y funcionalidad de los bosques y sistemas agroforestales
• Evaluar el efecto individual y conjunto de los diferentes agentes de cambio global (cambio climático, enfermedades y sobrepastoreo) sobre el estrato de regenerado
• Proporcionar nuevas medidas de gestión y técnicas de restauración de los principales procesos ecológicos afectados por el cambio global en la regeneración natural de los sistemas forestales y agroforestales.

Proyecto financiado por la Comunidad de Madrid. Convocatoria del programa de apoyo a la realización
de Proyectos de I+D para jóvenes investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid. V-PRICIT de la Comunidad de Madrid en el marco del Convenio Plurianual entre la Comunidad de Madrid y la Universidad Politécnica de Madrid.

 

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10) BOSQUES SANOS Y VARIADOS: GESTIÓN SOSTENIBLE EN SISTEMAS FORESTALES DE LA COMUNIDAD DE MADRID. PROYECTO BOSSANOVA

La gestión forestal sostenible persigue BOSques SANOs y VAriados con capacidad para afrontar cambios inciertos. El clima, los nuevos usos demandados a los bosques y la percepción que de ellos y de su gestión tiene la sociedad, incluidos administradores y científicos, son las claves que determinarán en el futuro la estructura y la composición de los bosques. Desde una perspectiva multidisciplinar (aproximaciones ecofisiológica, dendroecológica, genética, etc) y trabajando a distintas escalas (individual, de rodal y de paisaje), el Proyecto BOSSANOVA tiene como objetivo general aproximar medidas conducentes a la sostenibilidad de la gestión de los sistemas forestales, conservando sus valores actuales y evaluando y fomentando su biodiversidad estructural, intra e inter-específica.

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11) ECOLOGY AND MANAGEMENT FOR THE CONSERVATION OF ELEPHANT-DOMINATED LANDS IN TANZANIA (AFRICA) 

El elefante africano, un animal emblemático por su inteligencia y por ser el animal terrestre vivo más grande del mundo, está viendo su hábitat colonizado por infraestructuras y tierras de cultivo debido al desarrollo y crecimiento de la población humana africana. Esta colonización ha generado un mayor contacto entre elefantes y humanos que ha producido inseguridad en los agricultores al ver en peligro su sustento o incluso su integridad física. Estos incidentes son, junto con el furtivismo, la mayor amenaza para la conservación del elefante africano a largo plazo, y por eso es importante trabajar para evitar la presencia de elefantes en zonas de cultivo. Como un primer paso para entender qué lleva a los elefantes a acercarse a los cultivos, investigadores de la ETSI de Montes, Forestal y del Medio Natural (ETSIMFMM) de la UPM, llevaron a cabo un estudio para analizar las parcelas de cultivo afectadas con el fin de identificar qué cultivos eran preferidos por los elefantes. La abundancia de cultivos preferidos por los elefantes fue el factor clave para determinar el daño que los elefantes causaban en una parcela, seguido de lejos por la cercanía a puntos de agua. Además, se analiza  qué medidas son las más apropiadas para reducir estos daños, analizando su eficacia y preguntando a los “rangers” y agricultores locales sobre la idoneidad de las posibles soluciones locales y buscando cómo se podría contribuir a la planificación e implementación exitosa de medidas que reduzcan los efectos causados por los elefantes a los agricultores. Trabajos liderados por la doctoranda María Montero Botey (UPM).