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Aplicación de FORECAST, un modelo ecosistémico híbrido, en rodales de Pinus caribaeavar. caribaea en Pinar del Río
(Cuba)
Pius Haynes1, Juan A. Blanco2, Eduardo González1
1 Universidad de Pinar del Río, Cuba. 2 University of British Columbia, Canadá.
La representación de modelos históricos de árbol o crecimiento del rodal en un sitio particular y su proyección en el futuro en la forma de tablas de volumen, ecuaciones de edad/altura, o modelos (estadísticos) de mensuración.
TiposTipos de de modelosmodelos en en ForestalForestal1. El bioassay histórico:
La representación de los procesos ecológicos importantes responsable por la producción primaria neta y la acumulación de la biomasa en los árboles, y una síntesis de estos procesos, normalmente en modelos matemáticos, para predecir sus consecuencias combinadas para árbol del futuro o crecimiento de rodal
2. Modelos de procesos:
Una combinación de los bioassay históricos y los modelos de procesos .
3. modelos híbridos:
Asunciones Básicas y Ventajas de Modelos Híbridos
combinar las fuerzas de los otros dos enfoques y así compensar sus debilidades individuales.
el bioassay histórico proporciona la mejor estimación disponible del crecimiento potencial de las especies que son simuladas.
el mejor método para simular las consecuencias de cambio medioambiental con el tiempo en la asignación de crecimiento y producción de biomasa es usar los datos en los modelos de procesos con un rango de valores para las variables medioambientales de interés.
las condiciones iniciales de la comunidad de planta y suelo debe ser definida con precisión.
el método empleado para estimar ciertas tasas de proceso ecológicosindirectamente a partir de los datos de entrada produce estimaciones aceptables de las tasas.
Figura 1. Estructura de archivos y programas que constituyen FORECAST.
Fig. 2 Flujo de información en el modelo FORECAST
El uso de FORECAST se lleva a cabo en tres pasos:
(1) Calibración del modelo.
El proceso de calibración también tiene tres principales componentes:
a) Datos de entrada
b) Programas de inicio
c) Archivos de salida
(2) Simulación del Ecosistema
(3) Análisis de escenarios
se simula la respuesta del ecosistema forestal.
El rendimiento de la simulación del ecosistema se analiza gráficamente y en forma tabular.
Estudio preliminar de FORECAST, en las zonas de Alturas de Pizarras, Pinar del Río, Cuba.
La vegetación esta constituida por Pinus caribaea var. caribaea (Pino macho), Pinus tropicales (Pino hembra), Quercus virginiana (encino), Bryosima spicata (peralejo), Curatella americana (vacabuey) y Sorghastrum stipoides (pajón macho).
Ocupan una extensión de 195.000 ha.
La geologia es estratos de pizarras de varios colores y material esquistoso a base de mica y cuarzo.
Las precipitaciones oscilan entre 1350 mm y 1700 mm al año, temperaturas medias anuales que varían entre 24,7oC y 27oC (Herrero et al, 1985).
Suelos ferralíticos cuarcíticos amarillos lixiviados y muy erosionados.
Estudio preliminar de FORECAST, en las zonas de Alturas de Pizarras, Pinar del Río, Cuba.
Pius: Incluye aqui- un mapa de Cuba indicando donde esta Alturas de Pizarras- Fotos de Pinus caribea (por ejemplo, las de la visita durante el taller
Fuentes de datos y proceso de calibración:
Datos empíricos registrados en trabajos: (González, 1999; Herrero, 2001 y García, 2003)
La producción de biomasa se calibró con datos de Vidal et al. (2004) y Khadka (2005).
los procesos del suelo se realizó siguiendo las descripciones de Herrero (2001) y Smith et al. (1998).
se establecieron las condiciones de partida simulando 1000 años de crecimiento del bosque con perturbaciones por fuego y huracanes con un periodo de retorno de 100 años
El primer manejo simulado se diseñó siguiendo las directrices de Herrero et al. (1985) y Herrero (2001).
Clara por lo bajo débil (corta del 15% de los árboles) a los 7 años y una segunda clara por lo bajo fuerte a los 12 años (corta del 30% de los árboles).
Prueba 1: Escenario de Manejo:
Densidad de plantación de 1333 árboles ha-1.
Turno de corta de 25 años.
Fertilización NPK de 100 kg ha-1 de cada nutriente a los 3 y 9 años.
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Edad del rodal (años)
Valor de la variable
Volumen de mercado (m3/ha)
Masa de tronco (Mg/ha)
Altura dominante (m)
NPK 100 kg/ha
Clara
15% 30%
Fig. 3. Variables de crecimiento y producción
Resultados Prueba 1:Plan de manejo de 25 años:
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Edad del rodal (años)
Mg / ha
Hojarasca
Humus
NPK 100 kg/ha
Clara
15% 30%
Fig. 4. Materia orgánica del suelo
Evolución de la hojarasca en el suelo forestal
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Edad del rodal (años)
kg / ha
N absorbidoN mineralizado de la hojarascaN disponible en el sueloN lavado
NPK 100 kg/ha
Clara
15% 30%
Fig. 5. Ciclo del N
movimiento del N en el suelo
Se simularon planes de manejo que combinaran:
- distintos turnos de corta (25 y 50 años),
- raleos (claras) a los 12 años (clara débil y fuerte, eliminando el 15% y el 30% de los árboles, respectivamente)
- fertilización (débil 50 kg ha-1 de N y P o fuerte 100 kg ha-1 de N y P).
Prueba 2: Experimento factorial
Entre las más de 40 variables de salida que produce FORECAST, se escogieron:
- volumen total de madera para el mercado- biomasa aérea- materia orgánica en el suelo- los niveles de N y P disponibles en el suelo
Resultados Experimento Factorial
Tabla 1. Estado de distintas variables tras 50 años de simulación (1 ó 2 rotaciones).
Conclusiones1.- Se presentan ideas básicas de funcionamiento del modelo ecosistémico FORECAST y su relación con otros tipos de modelos aplicados en Silvicultura.
2.- Se muestra su capacidad para simular de manera satisfactoria los regímenes de manejo recomendados para P. caribaea en la provincia de Pinar del Río.
3.- Se muestra cómo este modelo puede utilizarse para el análisis de la influencia de distintos planes de manejo en varias variables ecosistémica.
4.- Es una valoración inicial de las capacidades del modelo aplicado en climas tropicales, los resultados son orientativos
5.- Estudios cuantitativos más rigurosos necesitan una calibración más ajustada a la realidad.
4.- Evaluar la biomasa, contenido de nutrientes y tasas de descomposición de las principales especies del sotobosque de las plantaciones de P. caribaea.
Recomendaciones
1.- Elaborar una base de datos con el mayor número posible de tablas de crecimiento, producción, altura y densidad del rodal de esta especie en distintos sitios.
2.- Elaborar una base de datos sobre contenido y disponibilidad de nutrientes en distintos suelos, y relacionarlos con el índice de sitio.
3.- Llevar a cabo estudios de tasas de descomposición de hojarasca (foliar y leñosa).
Más información
Pius Haynes1, Juan A. Blanco2, Eduardo González3
1 Universidad de Pinar del Río, Martí 270, Tel: 779661, [email protected], Cuba. 2 Universidad de la Columbia Británica, #3041-2424 Main Mall, V6T 1Z4. Tel: 1 604 822 8876.
Fax: 1 604 822 9133. [email protected] Vancouver BC, Canadá. 3 Universidad de Pinar del Río, Martí 270, Teléfono 764339, Fax. 779353, [email protected] , Cuba.
