Explicar la compleja estructura de los bosques tropicales es uno de los grandes desafíos en ecología. Un tema de especial interés es la distribución de diferentes tamaños de árboles, algo que es de particular relevancia para las estimaciones de biomasa. Un equipo de modeladores del Centro HelmholtzPara la Investigación Ambiental UFZ, en colaboración con socios de investigación, ha desarrollado un nuevo método que se puede utilizar para explicar la distribución del tamaño de los árboles en los bosques naturales. Para ello, los científicos utilizan principios de la geometría estocástica, como han informado enuna contribución a la Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América PNAS , edición temprana.Con este enfoque, es posible evaluar la estructura de los bosques naturales en todo el mundo más rápidamente y producir estimaciones de biomasa más precisas.
Durante más de cien años, la distribución de diferentes tamaños de árboles en los bosques ha sido uno de los atributos centrales registrados por los silvicultores y ecologistas en todo el mundo, ya que puede usarse para derivar muchas otras características estructurales, como la biomasa y la productividad"Queríamos explicar este patrón importante", dijo la Dra. Franziska Taubert. Trabajando con sus colegas de la UFZ, la Dra. Thorsten Wiegand y el Prof. Andreas Huth, y otros socios de investigación en la Universidad de Ciencias Aplicadas de Leipzig HTWK y el Instituto Karlsruhe.de Tecnología KIT, han aplicado la teoría del empaque de esferas estocásticas, que generalmente se usa en física o química. Esta teoría describe cómo se pueden colocar las esferas en un espacio disponible. Para aplicar la teoría, los científicos distribuyeron aleatoriamente las coronas de los árboles.diferentes tamaños en áreas forestales. No se permitía que estas copas de los árboles se superpusieran, al igual que empacar manzanas en una caja. La distribución de los árboles que se han colocado con éxito en el empaque prEl proceso se usó para determinar la distribución del tamaño del árbol.
"Muchos modelos forestales se basan en un enfoque dinámico: tienen en cuenta procesos como el crecimiento, la mortalidad, la regeneración y la competencia entre los árboles por la luz, el agua y los nutrientes del suelo", dijo Taubert. "Estos modelos son complejos y requieren mucha información".", agregó Thorsten Wiegand", por lo que decidimos adoptar un enfoque radicalmente diferente, que es fundamentalmente más simple y se basa únicamente en estructuras espaciales. "Este enfoque modelo demostró su eficacia al permitir que se reprodujeran las estructuras forestales observadas, especialmente la distribución del tamaño de los árboles.las reglas de la geometría estocástica se enriquecen con las relaciones de la geometría de los árboles, y el sistema de embalaje resultante se compara con los datos de inventario de los bosques tropicales en Panamá y Sri Lanka.
Aunque uno podría imaginar que un bosque tropical está muy apretado, los científicos llegaron a una conclusión sorprendente: la densidad de embalaje de las copas de los árboles, que tiene un promedio de 15 a 20%, es asombrosamente baja ". En particular, la parte superior e inferiorLos niveles del dosel están menos apretados con las copas de los árboles ", dijo Taubert. Las altas densidades de empaque de alrededor del 60%, que también son posibles de acuerdo con la geometría estocástica, solo se producen a alturas de árboles entre 25 y 40 metros.
Los hallazgos relacionados con la distribución de las copas de los árboles son importantes, ya que pueden usarse para sacar conclusiones sobre, por ejemplo, el contenido de carbono o la productividad de un bosque. Mediante este enfoque de modelado, los investigadores también pudieron demostrar que lo decisivoEl factor en la configuración de la distribución del tamaño de los árboles es la competencia por el espacio ". En los modelos de bosque clásicos", dijo Andreas Huth, "los árboles compiten por la luz, el agua y los nutrientes".
La teoría abre varias perspectivas nuevas. El equipo planea evaluar cómo se puede aplicar el modelo a los bosques naturales en la zona templada y boreal. Creen que el modelo se puede utilizar para identificar los bosques perturbados ". Eso es de especial interésporque nos permitirá desarrollar un índice de perturbación ", dijo Taubert," e interpretar mejor las observaciones de teledetección utilizando la estructura de los bosques naturales como referencia ". Otro beneficio de la nueva teoría es que este simple modelo de embalaje forestal requiere muchomenos esfuerzo que los modelos forestales clásicos. El nuevo enfoque es un paso importante hacia la identificación de un conjunto mínimo de procesos responsables de generar la estructura espacial de los bosques naturales.
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Materiales proporcionado por Centro Helmholtz de Investigación Ambiental - UFZ . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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