Puede llevarle a la Madre Naturaleza 1,000 años cultivar un bosque. Pero Nikolay Strigul, profesor asistente de matemáticas y estadística en la Universidad Estatal de Washington en Vancouver, puede cultivar uno en una computadora en tres semanas.
Él y Jean Lienard, un investigador postdoctoral en matemáticas, crearon la primera simulación por computadora que cultiva bosques realistas hasta las ramas, hojas y raíces de árboles individuales. Están utilizando la simulación, detallada en un nuevo artículo en Royal Society Open Science , para determinar cómo la sequía, el clima más cálido, los incendios forestales más frecuentes y otros cambios relacionados con el clima afectarán los bosques de América del Norte.
Ya han utilizado el modelo de computadora para predecir aumentos en las tasas de incendios y el crecimiento de las plantas en los bosques de madera dura de Quebec debido al aumento de los niveles de CO2 y las temperaturas más cálidas.
"Llamamos a nuestro modelo LES por la palabra rusa para bosque", dijo Strigul, quien creció en Rusia y vino a los Estados Unidos en 2001. "Es una herramienta que los administradores forestales pueden usar para crear representaciones 3D de sus propios bosques".y simular lo que les sucederá en el futuro "
detalle complejo, escala ajustable
LES utiliza los avances recientes en potencia informática para cultivar rodales de 100 × 100 metros de árboles tolerantes a la sequía y la sombra que luego se pueden ampliar al tamaño real del bosque.
El modelo es único en varios sentidos. Primero, es el único simulador de crecimiento forestal que crea sistemas intrincados de raíces y estructuras de dosel para cada árbol. Los simuladores forestales anteriores podrían crecer uno u otro.
Bajo tierra, las raíces de diferentes árboles en LES compiten por los recursos hídricos en cada píxel del modelo. Por encima del suelo, las hojas en la copa de cada árbol compiten por la luz solar de manera similar. Con el tiempo, las copas de los árboles cambian de forma aexponer sus hojas a más luz solar
Los investigadores utilizan una combinación de datos del Programa de Inventario y Análisis Forestal del Departamento de Agricultura de los EE. UU. Y otras bases de datos forestales, así como el reconocimiento aéreo de vehículos aéreos no tripulados, para personalizar su modelo a bosques particulares. El simulador permite a los científicos proyectar cómo cambian las condiciones climáticasimpactará en los bosques durante miles de años.
"En cooperación con el Servicio Forestal de EE. UU., Desarrollamos un método en el que volamos drones alrededor de un bosque y tomamos fotografías y recopilamos otra información de imágenes", dijo Lienard. "Utilizamos estos datos para desarrollar modelos 3D que tienen distribuciones reales del espacioy características ecológicas. Recientemente se publicaron detalles de nuestro trabajo con drones PLOS uno y Ciencia y tecnología de medición ", dijo." Es un método que se puede adaptar a prácticamente cualquier bosque ".
Los efectos de un clima cambiante
Para grandes partes de América del Norte, el cambio climático está provocando sequías más frecuentes, clima más cálido y otras condiciones naturales variables. El efecto que esto tendrá en los bosques y su capacidad para recuperarse de perturbaciones dinámicas como incendios forestales o desbroces es difícil de determinardeterminar. Los científicos saben relativamente poco acerca de la mecánica que impulsa la recuperación de los bosques. El proceso puede tomar varias décadas para documentar e involucra árboles con diversas características fisiológicas que compiten por recursos en áreas grandes y ecológicamente variadas.
Strigul y Lienard planean usar LES para ayudar a los administradores forestales a determinar qué especies de árboles y otros factores ecológicos son necesarios para que los bosques se restablezcan después de ser destruidos por incendios forestales y otras perturbaciones.
"Conduzca una hora hacia el este a lo largo del río Columbia desde Vancouver y notará una transición completa de bosques muy densos a sabanas y luego al desierto", dijo Strigul. "El temor es que las condiciones más secas en el futuro impidan los bosques en lugarescomo Washington de restablecerse después de un claro o un incendio forestal. Esto podría conducir a cantidades cada vez mayores de áreas antes boscosas convertidas en desierto.
"Nuestro modelo puede ayudar a predecir si los bosques están en riesgo de desertificación u otros procesos relacionados con el cambio climático e identificar qué se puede hacer para conservar estos sistemas", dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Washington . Original escrito por Will Ferguson. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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