Modelos espacialmente explícitos de estados y transiciones a escala de paisaje en el bosque Andino Patagónico.

Transcripción

1 Modelos espacialmente explícitos de estados y transiciones a escala de paisaje en el bosque Andino Patagónico. Juan H. Gowda, Thomas Kitzberger, Mónica Mermóz y Juan M. Morales

2 Resumen de la presentación Contexto general (nuestro paradigma actual) En el bosque andino patagónico, fuegos históricos han favorecido la expansión de comunidades vegetales altamente combustibles (matorrales) desplazando bosques sensibles al fuego y gatillando un proceso sucesional que es favorecido por la política actual de supresión de incendios. Nuestro enfoque metodológico Hemos desarrollado una serie de modelos espacialmente explícitos para evaluar la importancia de variables estructurales (configuración y distribución espacial de bosques y matorrales) y procesos ecológicos (fuego, dispersión de semillas, sucesión) a escala de paisaje utilizando una plataforma abierta (SELES). El objetivo de la charla es: Presentar y discutir los primeros resultados conceptuales de nuestros modelos Analizar brevemente el proceso de ajustarlos a la complejidad de los bosques de Patagonia Norte

3 Historia 1:Cambios de gran escala A escala regional, el bosque andino ha avanzado sobre el matorral durante los últimos 100 años. Este proceso muestra una gran heterogeneidad temporal y espacial. Plant Ecol (2012) 213:

4 Historia 2:Cambios a escala de paisaje Dominant Clasificación 1914 Species Grassland Shrubland Rec. Burned A. chilensis 761 4,071 1,361 N. dombeyi 1,172 3,280 12,336 N. pumilio 12 2,761 7,578 Dominant Forest Forest New Forests Net % change Species forests lost change A. chilensis 872 6,954 6, , % N. dombeyi 26,608 37,195 16,787 6,200 10,587 40% N. pumilio 69,151 75,884 10,350 3,617 6,733 10% Total 96, ,033 33,331 9,929 23,402 34%

5 Modelo conceptual (comprensión) Modelo general (integración) Objetivo: generar posibles escenarios en nuestro entorno (PN NH, Río Negro) Mapas de vegetación, edad y uso Topografía, precipitación, clima Historia de incendios Ajustes a datos empíricos Objetivo: comprender cómo funcionan procesos específicos Pocos procesos Pocas variables estructurales Escenarios artificiales

6 Modelo general : tres comunidades boscosas no adaptadas al fuego (lenga, coihue y ciprés) y una comunidad rebrotante (matorral) Nuestro enfoque de trabajo: Generar un modelo espacialmente explícito que nos permita integrar: Factores socioeconómicos (historia de uso del suelo, fuegos antrópicos, ganado, especies invasoras) Modeladores regionales (viento, precipitación) Modeladores locales (suelos, topografía) Efectos directos de éstos modeladores sobre las comunidades vegetales. Relaciones entre comunidades vegetales Procesos contagiosos : Incendios Dispersión de semillas 1914 Sucesión Herbivoría (próximo paso) 2005

7 Modelo general 1: Incendios en Nahuel Huapi Variables: Topografía (x 3) Vientos Vegetación (x2) Precipitación

8 Modelo conceptual I: Combustibilidad y estados alternativos El fuego es un modelador de los paisajes boscosos en Patagonia norte Nuestros bosques de lenga y coihue se caracterizan por su poca combustibilidad Qué pasaría si aumentamos el número de igniciones o la variabilidad de su combustibilidad? Concepto: Una comunidad vegetal que regenera luego del fuego y reduce su combustibilidad a partir de un máximo (autoraleo, sucesión ) Un aumento en el número de igniciones o en la variabilidad de la combustibilidad del bosque resulta en un aumento de la superficie de bosques jóvenes La coalescencia de áreas de bosques jóvenes lleva a un cambio en la dinámica del sistema, aumentando su combustibilidad general y recurrencia de fuegos. Este cambio no es fácilmente reversible

9 Modelo conceptual II: Combustibilidad y sucesión Concepto: Una comunidad vegetal heliófila que regenera luego del fuego (matorral) y cuya combustibilidad aumenta a lo largo del tiempo, puede ser invadida por especies arbóreas vecinas que las suprimirán al alcanzar una edad determinada (Tsreg = b) y podrán invadir nuevos espacios y reduce su combustibilidad a partir de un máximo (Tsreg=Treg) Objetivo: Analizar el efecto de la capacidad reproductiva del bosque sobre la dinámica de fuego y configuración del paisaje Variables analizadas: Distancia de dispersión Edad mínima de dispersión Escenario inicial: 50% de bosque y matorral, regulado por variación en el número de igniciones El fuego mata al bosque, el bosque mata al matorral, el matorral alimenta al fuego La combustibilidad de una celda dependerá del tiempo transcurrido desde el último fuego (Tsf) y del tiempo transcurrido desde un evento de regeneración (Tsreg)

10 Modelo conceptual II: Combustibilidad y sucesión Bosque Matorral Erep: 70 # igniciones Erep: 30 Erep: 50 # igniciones Distintos regímenes de fuego generarán diferentes estructuras de paisaje Cuanto mayor sea la edad de primer dispersión, más sensible será el bosque al fuego y más dicotómico será el paisaje. Erep: 90

11 Resultados: régimen de fuegos y superficie quemada en paisajes de bosque y matorral

12 Modelo conceptual III Interacción entre estructura y procesos Concepto: Los patrones de agregación de los bosques y matorrales condicionarán la dinámica de procesos tales como incendios y sucesión. Objetivo: Analizar el efecto de la configuración espacial de bosques y matorrales sobre su persistencia bajo diferentes regímenes de fuego Variables analizadas: Nivel de agregación espacial, régimen de fuego Escenario inicial: 50% de bosque poco invasor (Trep = 80 años, Ddisp=30 m) y matorral heliófilo

13 Resultados: relación entre procesos y características estructurales del matorral y bosque a 1000 años. El área total y de matorrales afectada por incendios está positivamente relacionada con la superficie de matorrales. El área de bosques incendiada y la expansión de los bosques sobre matorrales están positivamente asociados a los bordes entre bosque y matorral.

14 Resultados: relación entre procesos y características estructurales del matorral y bosque a 1000 años. El matorral agregado tiene mayor capacidad de persistir durante períodos de pocas igniciones y de expandirse cuando las mismas aumentan. El bosque fragmentado tiene mayor capacidad de expandirse sobre el matorral durante períodos de pocas igniciones y persistir durante períodos de muchas igniciones 1F cada 16 años Inicio: 30% matorral 1F cada 2 años Inicio: 30% bosque 2F por año

15 Área de bosque Fragmentado Agrupado Frecuencia de fuegos (# anual) Subimos a un tren en marcha la variable temporal es tal vez la mas difícil de explorar.

16 Conclusiones de los primeros modelos conceptuales: I. La variación de la inflamabilidad de una comunidad vegetal a lo largo del tiempo determinará su estructura y dinámica. II. La edad mínima y distancia máxima de dispersión del bosque son determinantes para su recuperación post fuego. Los bosques viejos pueden ser buenos cortafuegos el abrir cortafuegos en bosque de lenga puede ayudar a quemarlos La restauración de áreas post fuego debería realizarse lejos de bosques remanentes. III. Los bosques altamente fragmentados no son necesariamente poco valiosos, todo lo contrario podrían ser el origen de los bosques del futuro, ante un cambio en el uso del suelo. Fragmentos de bosques en áreas convertidas a otros usos pueden tener un gran valor futuro

17 Áreas con potencial de bosque Áreas con alto potencial de matorral

18 Sitios ecológicos = áreas de distribución potencial? Matorral Incluimos: altitud, pendiente, exposición, precipitación No tenemos: suelos!!!! Pastizal Lenga Coihue Ciprés

19 El 59% de los lengales del PN tienen probabilidad inferior al 25% de convertirse en matorrales. El 35% de los coihuales tienen p<25% de convertirse en matorrales El 30% de los cipresales tienen p<25% de convertirse en matorral pero

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