LLEMS. B. Seely, J.A. Blanco, J.P. Kimmins, C. Welham, K. Scoullar. Department of Forest Science, University of British Columbia, Vancouver, Canada

Transcripción

1 LLEMS an ecologically-based spatially-explicit tool for assessing the implications of variable retention management for selected indicators of Sustainable Forest Management B. Seely, J.A. Blanco, J.P. Kimmins, C. Welham, K. Scoullar Department of Forest Science,, Vancouver, Canada

2 Local Landscape Ecosystem Management Simulator: LLEMS LLEMS es una herramienta de apoyo a la gestión forestal desarrollada para analizar las consecuencias del manejo sobre diversos indicadores de sostenibilidad Permite al usuario explorar sistemas de retención alternativos al proyectar el desarrollo espacial y temporal de rodales complejos creados por cortas parciales Este modelo está diseñado para simular áreas de entre 20 y 2000 hectáreas Es un modelo basado en ls simulación n de procesos ecologicos: Crecimiento de los árboles y sotobosque Competición por luz Competición por nutrientes Competición por humedad Regeneración n natural Efecto borde y ecotonos Efectos producidos por el viento

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5 LLEMS: Un modelo de modelos Crecimiento y desarrollo del bosque Efectos del viento FORECAST HORIZON PRESTO Forest Gales Simulación del bosque a nivel de rodal Marco espacial para la simulación del paisaje forestal Dispersión de semillas y establecimiento de plántulas Simulación del efecto del viento en base a datos de viento y estructura del bosque Visualización e interfaz de manejo ENVISION CALP Forester Visualización 3D Interfaz visual para exploración de los datos y herramienta interactiva de diseño de rodales

6 LLEMS: Orden de eventos simulados 1. Definición de las condiciones forestales a partir del módulo de simulación ecosistémica y cobertura forestal (FORECAST) 2. Definición del diseño espacial de la retención variable y el manejo simulado 3. de riesgo de daños por viento 4. Cálculo de los gradientes de luz en el suelo forestal 5. Simulación de regeneración natural 6. de agrupación para establecer nuevos grupos de pixeles 7. Simulación de crecimiento del bosque para cada grupo de pixeles 8. Cálculo de estadísticos de resumen 9. Creación de visualizaciones

7 LLEMS: Orden de eventos simulados 1. Definición de las condiciones iniciales del bosque La información de mapas topográficos y datos de cobertura vegetal se combina en una base de datos que se fracciona en pixeles de 10 x 10 m Se calcula un mapa de luz relativa a una superficie plana en función de la posición topográfica de cada pixel Mapa Base Creación de pixeles GIS Datos de cobertura vegetal LLEMS Se crea un mapa de Unidades Forestales Homogéneas basado en el tipo de sitio, composición de especies y edad de la masa. Mapa de luz relativa a Unidades homégeneas b a Usado como base de los cálculos de luz b Grupos de pixeles, cada pixel retiene sus datos propios para reordenamientos posteriores

8 LLEMS: Estructura espacial Ejemplo: rodal de 16 ha m Arboles Ecotono Claro Pixeles (o grupos de pixeles) ) se simulan con FORECAST Pixeles similares se agregan en áreas homogéneas Mayor resolución en ecotonos m Interacciones espaciales: luz, dispersión de semillas y germinación, efectos del viento Celdillas 10m x 10m

9 LLEMS: Orden de eventos simulados 2. Definición del manejo forestal Ejemplo de rodal de 60 ha La interfaz de usuario permite la exploración visual de los datos y el diseño del área a cortar

10 Tratamiento seleccionado

11 LLEMS: Orden de eventos simulados 3. de efectos de viento El viento endémico se asume que ocurre dentro de los primeros 5 años siguientes a la corta y por lo tanto se representa como un evento puntual. Los datos espaciales de LLEMS se exportan para el análisis de riesgo a un formato que puede ser usado por los modelos de GIS y Gales modificado Creación del mapa de áreas derribadas Cálculo de los estadísticos de pérdidas por viento (p.e. % de retención total, etc.) Corta de salvamento de las zoñas dañadas Derribos simulados Ajuste de las áreas de arbolado retenido Dirección prevalente del viento

12 LLEMS: Orden de eventos simulados 4. Cálculo de variables espaciales para definir los ecotonos de luz Luz en la cima del dosel arbóreo (relativa a luz solar total) -uso del mapa de luz relativa ajustado por los efectos de la vegetación en las celdillas vecinas -Tiene en cuenta la luz directa y difusa N Luz en los bordes -Medición de la luz que penetra por los bordes expuestos -Calculada sólo en los pixeles con bosque con un borde expuesto (basado en altura máxima) Mapa de ecotonos generado en base a la luz Areas abiertas sombreadas por bosques Area forestal con penetración de luz desde los claros

13 FORECAST: Orden de eventos simulados Ejemplo del gradiente de luz generado por el submodelo de luz de LLEMS

14 FORECAST: Orden de eventos simulados 5. Simulación de la Regeneración Natural Se asume que la regeneración natural está limitada a una ventana de oportunidad de 3 a 5 años después de la corta Dirección prevalente del viento El establecimiento de las plántulas (densidad por especie) se estima para cada pixel de 10m x 10m en los claros El algoritmo de regeneración incluye los siguientes componentes: 1. Cálculo de la producción de semillas y su dispersión a los pixeles adyacentes 2. Cálculo del establecimiento de plántulas como una función de la lluvia de semillas, las condiciones lumínicas y la cubierta de vegetación en el sotobosque 3. Cálculo de la densidad de plántulas en cada pixel al final del período de 5 años 4. Los pixeles con propiedades de regeneración similares se agregan en grupos Densidad de plántulas establecidas a,b Alta Media Baja a Condiciones del bosque uniformes en el área que rodea al rodal b Calculada para cada especie por separado

15 FORECAST: Orden de eventos simulados 6. Realizar análisis de agrupamiento de pixeles en grupos homogéneos Creación de grupos de pixeles basados en los siguientes criterios: a. Mapa de tipos de bosques y condiciones de manejo b. Tipo de regeneracion natural c. Condiciones lumínicas en los ecotonos a. b. c. Grupos de pixeles

16 LLEMS: Orden de eventos simulados 7. Simulación del crecimiento de los árboles La luz que alcanza el dosel arbóreo de cada grupo de pixeles está afectado por sus vecinos Cada grupo de pixeles homogéneos tiene unas características propias de suelo. El crecimiento de cada grupo de pixeles se simula con FORECAST, un modelo ecosistémico híbrido Datos de entrada Calibración de Submódulos Simulación del Ecosistema Suelo Descomposición Mineralización / Inmobilización Disponibilidad de nutrientes Opciones de manejo Condiciones iniciales Arbol Eficiencia de N Foliar Distribución de Carbono Funciones de Mortalidad Recursos requeridos Módulo de simulación del ecosistema Planta Eficiencia de N foliar Distribución de carbono Recursos requeridos Datos de salida

17 FORECAST: El motor de crecimiento de los árboles en LLEMS Máxima biomasa potencial de follaje determinada por la humedad CONTENIDO DE NITROGENO FOLIAR LUZ DISPONIBLE 1. Crecimiento y distribución de carbono 2. Limitación por luz 3. Limitación por nutrientes HUMEDAD DEL SUELO DISPONIBLE EFICIENCIA FOTOSINTETICA PRODUCCION PRIMARIA NETA NUTRIENTES DISPONIBLES EN EL SUELO 4. Limitación por humedad 5. Competición por recursos DISTRIBUCION RAICES TRONCOS HOJAS

18 LLEMS: Orden de eventos simulados 8. Cálculo de las variables de interés Los datos de salida (variables forestales y ecológicas) se generan para cada pixel o para cada grupo de pixeles Indicadores biofísicos Composición n de especies Productividad del sitio Estructura del rodal Materia orgánica del suelo Restos leñosos Estado nutricional Crecimiento y producción Volumen total Volumen mercantil Crecimiento en altura Distribuciones de tamaños Distribución n de madera muerta Indicadores económicos Valor de la madera Costes de manejo Empleo Balance de carbono Balance de energía 9. Creación de visualizaciones Los datos de salida de LLEMS se exportan para su uso por CALP- FORESTER Se pueden crear visualizaciones específicas para cada variable de interés Las visualizaciones pueden crearse como una serie temporal y mostrar una secuencia de cambios en el tiempo

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22 En resumen LLEMS es un modelo de manejo forestal basado en modelos previamente desarrollados. LLEMS es un modelo espacialmente explícito que representa diversos procesos ecológicos en función de las relaciones espaciales entre plantas Crecimiento de árboles y sotobosque Competición por luz Competición por nutrientes Competición por humedad Regeneración natural Efectos del viento LLEMS representa un nuevo tipo de herramientas de gestión basadas en conocimiento ecológico, pero como todo modelo, necesita ser evaluado frente a datos de campo.