[ca] Els arbres interaccionen amb la comunitat microbiana del sòl. Aquestes associacions poden ser beneficioses o perjudicials i a més poden no afectar a totes les espècies d'arbres que creixen en un determinat lloc per igual. És per això que es creu que les retroalimentacions entre les plantes i els microorganismes del sòl (plant-soil feedbacks, PSF) regulen la diversitat en molts ecosistemes, des dels boscos tropicals fins als prats. Tot i això, la contribució dels PSF a la diversitat arbòria en molts biomes forestals continua sent poc coneguda, per exemple, en condicions boreals o mediterrànies, en les quals restriccions climàtiques com el fred o la sequera poden també limitar la diversitat d'espècies. En un context d'escalfament global és important caracteritzar la contribució de la comunitat microbiana del sòl a la dinàmica de les masses forestals per poder predir millor les conseqüències d'un clima més càlid. Per tant, els principals objectius d'aquesta tesi han estat (i) descriure els PSF dels ecosistemes forestals on es preveu que el canvi climàtic tingui un impacte negatiu més notori, com es el cas dels boscos boreals i els boscos mediterranis, (ii) examinar l'efecte dels PSF en la diversitat d'espècies arbòries i la composició de les masses forestals, (iii) determinar quins grups microbians impulsen els PSF i (iv) explorar si les espècies invasores també poden formar part dels PSF. Aquesta tesi combina els resultats de tres estudis experimentals realitzats a l'hivernacle (estudis I, II i III) i un estudi de camp (estudi IV). Els tres estudis experimentals tenien com a objectiu caracteritzar els PSF entre espècies arbòries típiques dels boscos boreals (Betula pendula, Alnus glutinosa, Pinus sylvestris i Picea abies) i espècies arbòries dels boscos mediterranis. Les espècies mediterrànies incloïen quatre espècies del gènere Quercus i quatre del gènere Pinus, seleccionades per la seva presència generalitzada als boscos mediterranis, on solen formar barreges de pi i roure. Els plançons d'aquestes espècies es van plantar en testos amb una barreja de sòl esterilitzat i una petita quantitat de sòl recollit sota arbres madurs. Es va analitzar la comunitat microbiana del sòl als tests mitjançant seqüenciació massiva i es van incloure biocides dirigits a grups microbians específics als estudis I i III per determinar la seva contribució als PSF observats. A l'estudi IV es va realitzar un estudi de camp dels sòls forestals de Catalunya per examinar la presència de patògens nadius o invasors del gènere Phytophthora i avaluar-ne l'impacte en la salut i regeneració dels arbres. L'estudi incloïa boscos amb diferents graus d'ús recreatiu per determinar si l'activitat humana podia comportar un augment del risc d'invasió de patògens. A l'estudi II es va incloure un tractament de sequera per determinar l'efecte de la limitació hídrica als PSF entre les espècies mediterrànies. Els resultats van mostrar que els PSF tenien el potencial d'afectar la composició de les masses forestals als boscos boreals i mediterranis. En tots dos ecosistemes, els PSF semblaven estar impulsats per fongs ectomicòrrics (EMF) i patògens que promovien l'establiment d'altres espècies i dificultaven la regeneració coespecífica. Als boscos boreals, els PSF entre espècies arbòries individuals semblaven funcionar d'acord amb la successió natural que aquestes espècies mostren a la natura. Els PSF negatius als boscos mediterranis actuaven a escala de gènere i semblaven tenir la capacitat de promoure la formació de rodals mixtos de pi i roure. Tot i això, els resultats van mostrar que en boscos meditarranis la sequera i la introducció de patògens invasors podrien afectar els PSF i afectar la composició d'espècies arbòries. En resum, aquesta tesi caracteritza els PSF als boscos i proporciona una visió de com els PSF podrien canviar amb la sequera o per influència humana. Demostra la contribució de la comunitat microbiana del sòl a la diversitat de les masses forestals i desvetlla els processos que impulsen els PSF observats. Per acabar, mostra que els EMF beneficiosos, i no només els patògens, poden impulsar els PSF negatius. El fet que els EMF que són beneficiosos per als arbres madurs no ho siguin necessàriament per als plançons de la mateixa espècie és una contribució nova i important d'aquesta tesi que pot conduir a noves hipòtesis i experiments en el camp de la retroalimentació planta sòl en l'àmbit forestal.

[en] Trees form relationships with soil microbiota that can affect their growth. These associations can be beneficial or detrimental and do not affect the fitness of all tree species growing on a given site equally. Therefore, feedbacks between plants and soil microbiota (plant-soil feedbacks, PSFs) are considered to regulate diversity in many ecosystems, from tropical forests to grasslands. However, the contribution of PSFs to tree diversity in many forest biomes is still poorly understood, for instance in boreal or Mediterranean conditions, in which climatic constraints such as cold or drought may also limit species diversity. In the face of global climate change, it is important to characterise the contribution of soil microbiota to forest stand dynamics in order to better predict the outcome of a warming climate on vulnerable ecosystems. Therefore, the main objectives of this thesis were (i) to describe the PSFs in forest ecosystems where climate change is expected to pose an important impact, such as boreal or Mediterranean forests; (ii) to examine the effect of PSFs on tree species diversity and stand composition; (iii) to determine which microbial guilds drive the PSFs; and (iv) to explore whether invasive species can be part of those feedbacks as well. This thesis combines the results of three experimental glasshouse studies (studies I, II and III) and one field survey (study IV). The three experimental studies were aimed at characterising the PSFs among common boreal forest tree species (Betula pendula, Alnus glutinosa, Pinus sylvestris and Picea abies) and Mediterranean forest tree species. Mediterranean species included four species from the genus Quercus and four from the genus Pinus, which were selected based on their widespread presence in Mediterranean forests, where they often form pine–oak mixtures. Seedlings of those species were planted into pots with a mixture of sterilized soil and a small amount of soil collected under mature trees. The soil microbial community in the pots was analysed by metabarcoding and biocides targeting specific microbial guilds were included in studies I and III to determine their contribution to the observed feedbacks. A field survey of forest soils across Catalonia was performed in study IV to examine native and invasive Phytophthora pathogen presence in the area and assess its impact on tree health and regeneration. The survey included forests with varying degrees of recreational pressure to determine whether human activity could lead to an increased risk of pathogen invasion. A drought treatment was included in study II to determine the effect of water limitation on PSFs among Mediterranean species. The results showed that PSFs had the potential to shape tree species assemblies in boreal and Mediterranean forests. In both ecosystems, the PSFs seemed to be driven by ectomycorrhizal fungi (EMF) and, to a lesser extent, pathogens, which promoted the establishment of other species and hampered conspecific regeneration. In boreal forests, PSFs among individual tree species operated in a way that corresponded with tree species succession in nature. Negative PSFs in Mediterranean forests acted at genus level and showed a putative capacity to promote the formation of mixed pine and oak stands. However, results showed that drought and the introduction of invasive pathogens could affect naturally occurring PSFs and potentially influence future tree species composition of Mediterranean forests. In summary, this thesis characterises PSFs in forests and provides insight into how PSFs could change under drought or through human influence. It demonstrates the contribution of soil microbiota to forest stand diversity and sheds light on the processes driving the observed feedbacks. Finally, it shows that beneficial EMF, not just pathogens, can drive negative feedbacks. The fact that EMF beneficial for mature trees may not necessarily be beneficial for conspecific recruits is a novel and important contribution that may lead to new hypotheses and experiments in the field of plant–soil feedbacks in a range of forest environments.