Los bosques españoles frente al Cambio Global: nuevas preguntas para viejas respuestas y viceversa.

Transcripción

1 Los bosques españoles frente al Cambio Global: nuevas preguntas para viejas respuestas y viceversa. Miguel Angel de Zavala Marta Benito Garzón, JdC Raul Garcia Valdés,FPU Daniel Montoya, FPU Mariano Moreno de las Heras, contrat. Paloma Ruiz Benito, FPU CIFOR-INIA zavala.miguel@inia.es V Congreso Forestal Nacional Avila, 20 de Septiembre de 2009

2 Cuando creíamos que teníamos todas las respuestas, de pronto, cambiaron todas las preguntas. Mario Benedetti

3 Ponencia: El Cambio Global: principales componentes y amenazas. Mecanismos de respuesta y adaptabilidad: modelos.

4 Ponencia: El Cambio Global: principales componentes y amenazas. Mecanismos de respuesta y adaptabilidad: modelos.

5 El Cambio Global: principales componentes y amenazas. Cambio climático. Cambios ocupación del suelo Fragmentación.

6 Cambio climático y distribucion potencial a b c d Fuente: Elaborado a partir de Benito Garzón et al Area potencial de ocupación el presente (verde) y en 2080 (rojo) en el escenario A2 CSIRO-Mk2 para Pinus sylvestris (a), Fagus sylvatica (b), Quercus pyrenaica (c)yquercus ilex subsp. ballota (d) Informe sostenibilidad OSE. Ministerio de Medio Ambiente.

7 Cambio climático y distribucion potencial Cambios en el tamaño del área de ocupación potencial de cuatro especies forestales representativas de los bosques ibéricos. Área presente = 100%. El área disminuye según las predicciones del escenario A2 CSIRO-Mk2 para 2020, 2050 y Informe sostenibilidad OSE. Mundi-prensa. Ministerio de Medio Ambiente.

8 Cambio climático y productividad potencial (Indice Rosenzweig): Actual (medias ) Futura ECHAM4 (medias ) Informe sostenibilidad OSE. Mundi-prensa. Ministerio de Medio Ambiente.

9 Cambios de ocupación del suelo Variación en superficie Ganancias Perdidas Bosques de frondosas Bosques de coníferas Bosque mixto Tipo bosque Informe sostenibilidad OSE. Mundi-prensa. Ministerio de Medio Ambiente.

10 Fragmentación 6 Número de teselas Perímetro MPS (Tamaño medio teselar) Riqueza de especies vs. % pérdida de hábitat 3 Ratio de cambio 0 Bosques de frondosas Bosques de coníferas Bosque mixto -3-6 Tipos bosque (5º nivel CLC) Informe sostenibilidad OSE. Mundi-prensa. Ministerio de Medio Ambiente. Montoya, D., Zavala, M.A., Rodríguez, M.A. y D. Purves. Animal vs wind dispersal and the robustness of tree Species to deforestation Science 320:

11 Ponencia: El Cambio Global: principales componentes y amenazas. Mecanismos de respuesta y adaptabilidad: modelos.

12 Resiliencia? Genes Epigénesis Adaptación local Plasticidad Poblaciones y comunidades Migración (dispersión) Diversidad/estabilidad Fuente: Elaborado a partir de Benito Garzón et al Humanos (Governanza) ENP Restauracion ecologica Gestión adaptativa Mecanismos de respuesta y adaptabilidad: modelos.

13 Resiliencia? Genes Epigénesis. Adaptación local Plasticidad Poblaciones y comunidades Migración (dispersión) Diversidad/estabilidad Fuente: Elaborado a partir de Benito Garzón et al Humanos (Governanza) ENP Restauracion ecologica Gestión adaptativa Mecanismos de respuesta y adaptabilidad: modelos.

14 Incorporación de supervivencia intraespecifica en modelos de nicho Pinus sylvestris Pinus pinaster

15 Incorporación de supervivencia intraespecifica en modelos de nicho La supervivencia como caracter adaptativo Provenances Plantation sites Pinus sylvestris Alia et al., 1996; 1999; 2001; 2005 Pinus pinaster

16 Prediccion de las distribuciones de las especies üpinus pinaster üpinus pinea selection VARIABLES ütotal precipitation üsummer precipitation üminimum average temp. coldest month ümaximum average temp. warmest month üannual average temp. PRESENCIA/AUSENCIA (Ruiz de la Torre, 2001) (Benito Garzon et al., Ecological Modelling) VS. CART SUPERVIVENCIA POR REGION DE PROCEDENCIA (In prep.) random forest Best model develop neural networks HOLDOUT CROSS- VALIDATION CLIMATE SCENARIOS üpresent ü2020 ü2050 ü2080 Cut-off threshold (kappa)

17 Incorporación de supervivencia intraespecifica en modelos de nicho Pinus sylvestris Pinus pinaster

18 Mecanismos de respuesta y adaptabilidad: modelos. Genes Epigénesis. Adaptación local Plasticidad Poblaciones/ comunidades Migración (dispersión) Diversidad/estabilidad Fuente: Elaborado a partir de Benito Garzón et al Humanos (Governanza) ENP Restauracion ecologica Gestión adaptativa

19 Zavala, M.A En : Ecología del bosque Mediterráneo en un mundo cambiante, Pp MMA, EGRAF, S. A.

20 SPOM ( Stochastic Patch Occupancy Model ) P jqθ (t) P jqθ (t) P jqθ (t)

21 SPOM ( Stochastic Patch Occupancy Model ) 1) Distancia al foco de dispersión. 2) Mortalidad de genets post incendio Purves, D., M. A. Zavala, K. Ogle, F. Prieto, y J.M. Rey Benayas Environmental heterogeneity, bird-mediated directed dispersal, and oak woodland dynamics in Mediterranean Spain. Ecological Monographs 77:77 97.

22 Purves, D., M. A. Zavala, K. Ogle, F. Prieto, y J.M. Rey Benayas Environmental heterogeneity, bird-mediated directed dispersal, and oak woodland dynamics in Mediterranean Spain. Ecological Monographs 77:77 97.

23 Occupied sites (log scale) Best Model for each Species (No Climate Change) P sylvestris P pinea P halepensis P nigra P pinaster Q robur Q petraea Q pyrenaica Q faginea Q ilex Q suber J thurifera O europea A unedo F sylvatica C sativa Time (years) Dispersal: Random / Directed. E0: No relationship between Climate and Local Extinctions E1: Linear relationship between Climate and Local Extinctions E2: Non Linear relationship between Climate and Local Extinctions Climate C0: No relationship between Climate and Local Colonizations C1: Linear relationship between Climate and Local Colonizations C2: Non Linear relationship between Climate and Local Colonizations

24 Montoya, D., Zavala, M.A., Rodríguez, M.A. y D. Purves. Animal vs wind dispersal and the robustness of tree Species to deforestation Science 320:

25 Resiliencia? Genes Epigénesis. Adaptación local Plasticidad Poblaciones y comunidades Migración (dispersión) Diversidad/estabilidad Fuente: Elaborado a partir de Benito Garzón et al Humanos (Governanza) ENP Restauracion ecologica Gestión adaptativa Mecanismos de respuesta y adaptabilidad: modelos.

26 Estrategias de adaptación Estrategias de conservación Restauración ecológica Gestión adaptativa

27 CONSERVACIÓN: Red de Espacios Naturales Protegidos 100% 100% 80% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% 0% Tiempo Artificial Agricola Forestal Zonas Húmedas Superficies de agua 53,6 Distribución de equilibrio Porcentaje ,1 8,4 16,2 15,5 Zonas sin protección 26,8 9,6 0 Zonas urbanas no restaurables Infraestructuras 1,4 1,8 0,7 0,5 Tierras de labor en secano Terrenos regados permanentemente 2,8 3,42,9 0,8 Arrozales Cultivos permanentes 1,9 0,5 Asociaciones y mosaicos cultivos 1,5 0,6 Terrenos agricolas con vegetacion 1,5 Sistemas agroforestales 2,3 Bosques 1,9 0,8 1,0 Pastizales naturales 4,8 Matorral mesofilo y esclerofilo 2,7 2,4 2,6 0,2 1,1 0,0 0,0 Matorral transicion Playas, dunas Zonas humedas Superficies de agua Áreas no protegidas Espacios naturales protegidos

28 La Restauración de Ecosistemas Rey Benayas et al., 2009; Science

29 Dinámica temporal compleja de los ecosistemas restaurados Dinámicas caracterizadas: relaciones no lineales, histéresis en las relaciones, mecanismos complejos de retroalimentación mod. from Lockwood & Samuels et al., 2009; SER Moreno-de las Heras et al., 2008; Ecol. Eng

30 Se puede identificar unos umbrales prácticos (erosión máxima soportable y mínimo desarrollo vegetal) que definan trayectorias de evolución distintas (éxito vs. fracaso)? Isoclinas nulas: de a dt dv dt = 0 = 0 V = V c E a æ V - log ç èv = c max ö ø

31 Conclusiones y líneas futuras: IUFRO world series vol. 22

32 Agradecimientos: Patrones regionales y procesos locales: Modelos de la dinámica del bosque mediterráneo en respuesta al cambio global. Ministerio de Ciencia e Innovación (CGL C03-03/BOS) Análisis y modelización multiescala del efecto sumidero de los ecosistemas forestales españoles. INIA (SUM C03-01/BOS)