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Simulaci'on y Modelos de Din'amica Forestal
Aplicaciones de la simulaci'on en el area forestal
Clasificaci'on de los modelos de din'amica de bosques
Modelos Ecológicos
Modelos de Vegetación
Curso sobre Modelado Ambiental

Aplicaciones de la Simulaci'on en el Area Forestal

Las aplicaciones de la simulaci'on, como herramienta de estudio y gesti'on de los recursos naturales y especificamente en el area forestal son m'ultiples: (citar fuentes)
  • Monitoreo y predicci'on del crecimiento y rendimiento de los bosques
  • Prevenci'on, comportamiento y extinci'on de incendios
  • Evaluaci'on del impacto ambiental de/sobre los bosques
  • Estudios de sucesi'on ecol'ogica
  • An'alisis del impacto de perturbaciones: cambios clim'aticos, explotaciones, contaminaci'on ambiental, etc
El uso de modelos de simulaci'on para el manejo de la espesura en plantaciones, facilita plantear escenarios, evaluar posibles cursos de acci'on y establecer prioridades en materia de investigaci'on y recursos. (citar fuente)
El desarrollo de modelos tambi'en facilita el an'alisis econ'omico y permite evaluar un n'umero elevado de alternativas de tratamiento y permite hacer proyecciones que puedan fundamentar decisiones de manejo forestal. (citar) Mas concretamente, la principal razon para el uso de la simulaci'on en estos estudios es la de aprovechar una herramienta que permite predecir el comportamiento del bosque, tomando en cuenta las variables mas importantes que inciden en la din'amica de la masa forestal.

Clasificaci'on de los Modelos de Din'amica de Bosques

Modelos Ecológicos

A continuación una breve reseña de los modelos de crecimiento poblacional mas importantes durante el siglo XX [de Botkin (1993) ].
  • Modelo Exponencial: poblaci'on crece segun incremento porcentual constante por unidad de tiempo.
  • Modelo Logistico: añade al anterior el hecho de que el crecimiento debe estar limitado por la competencia entre los miembros de una poblaci'on debido a la escasez de recursos (disponibles a una tasa fija).
  • Ecuaciones de Lotka-Volterra: las ecuaciones de este modelo expresan las interacciones entre la presa y el depredador, comenzando con un crecimiento exponencial de la presa, cuya tasa de crecimiento es reducida por la interacci'on con su depredador. El depredador en contraste, decrece exponencialmente al haber ausencia de presa y crece acorde con la interacci'on de las dos especies.
Estos modelos presentan evidentes limitaciones que enumeramos resumidamente a continuaci'on:
  • Los modelos son demasiado simples.
  • Ignoran condiciones ambientales y variaciones estocasticas de los eventos en el tiempo.
  • Estos modelos asumen que los eventos son continuos, y no, discretos; determin'isticos y no, estoc'asticos.
  • asumen que el tamaño y las tasas de nacimiento y muerte son suficiente descripci'on para una poblaci'on.
Segun Botkin, hace falta una teor'ia que sea desarrollada directamente de un entendimiento de la historia natural, a partir de una gran abundancia de observaciones acerca de ecosistemas y del creciente entendimiento de los efectos del medio ambiente en los procesos fisiol'ogicos y ecol'ogicos.

Modelos de Vegetación

Los principales tipos de modelos de vegetaci'on surgidos de en los años 60 se pueden agrupar en las siguientes l'ineas de investigaci'on:
Modelos Globales Simples
Modelos de an'alisis de sistemas
Modelos de situaci'on est'atica
Modelos de din'amica de poblaci'on simple
Modelos biof'isicos
Modelos fisiol'ogicos




Seguidamente enumeraremos las caracter'isticas principales de cada uno de estos modelos:

Modelos Globales Simples:

  • Estos modelos fueron los primeros intentos en la investigaci'on del ciclo del global del carbon y del papel de la vegetaci'on en este ciclo.
  • La vegetaci'on es representada en forma sencilla (una o dos cajas conectadas por pocas lineas de flujo hacia la atmosfera y el suelo.
  • El estado de la flora y de la fauna del suelo (biota) es simplemente el contenido del carbon.
  • Los 'unicos flujos considerados son los relacionados con la atmosfera.
  • Los cambios en los depositos de carbon son calculados como funciones no lineales de contenido de carbon en la biota y la atmosfera.
  • El proposito del modelo es considerar el destino posible del dioxido de carbono emitido hacia la atmosfera.
  • No trata todos los detalles de los procesos ecol'ogicos o de vegetaci'on.
  • Caracterizaci'on de la biota similar al modelo Lotka-Volterra (estado de la biota = cantidad escalar)
Modelos de An'alisis de Sistemas:
  • Los fenomenos se describen por medio de casillas y flechas.
    Casillas = almacenamiento variable de interes
    Flechas = flujo entre compartimientos de almacenamiento
  • Se ayudaban de las computadoras anal'ogicas (modelo f'isico electr'onico del sistema)
  • Contaban con desarrollo de metodos matem'aticos anal'iticos para la soluci'on de problemas lineales.
  • Estos m'etodos ayudaban con las complejidades ecol'ogicas involucradas
  • Las matem'aticas de los an'alisis de sistemas son similares al c'alculo diferencial de los modelos de poblaci'on anteriores (mismas limitaciones)
  • Soluciones no se extendian m'as alla de los sistemas lineales (los sistemas ecol'ogicos reales son en alto grado no lineales).
  • Ayudaron en la maduraci'on de ideas en la ecolog'ia de ecosistemas.Ayudaron a ec'ologos a considerar caracter'isticas de estabilidad de los sistemas ecol'ogicos.
  • Se usan hoy en el an'alisis de ciclos qu'imicos y en ecosistemas particulares.
Modelos Est'aticos:
  • Desarrollados para combinar el cambio de energ'ia con el cambio de agua y el dioxido de carbono (en la fotos'intesis y la respiraci'on), considerando a la vegetaci'on (arboles) como estructuras fijas en el tiempo y en el espacio.
  • Ayudaron en la proyecci'on de requerimientos de riego y limites de producci'on
  • Consideraron posibles efectos sobre la producci'on primaria de la concentraci'on de dioxido de carbono en el aire, cerca de la vegetaci'on.
  • Modelos recientes de rodales de vegetaci'on han sido mejorados para incorporar el balance total de agua y la tasa de transpiraci'on de los arboles.
Los modelos anteriores han tenido usos muy espec'ificos; ninguno de ellos proporciona proyecciones a largo plazo de cambios en el tiempo (no se consideran procesos din'amicos como las sucesiones ecol'ogicas).

Modelos Simples de Poblaci'on:

  • Modelos dominantes en las primeras teor'ias ecol'ogicas (trabajo se concentr'o en poblaciones de animales).
  • Se definen tasas de nacimiento, crecimiento y muerte invariantes en el tiempo (cantidades escalares).
  • Para algunas variables se usa el c'alculo diferencial o el algebra matricial (edad, sexo, etc).
  • Modelos determin'isticos.
  • Modelos estan limitados en situaciones est'aticas.

Modelos Biof'isicos:

  • Consideran hojas y plantas individuales.
  • Consideran intercambio de energ'ia entre vegetaci'on y medio ambiente.
  • Se basan en el entendimiento de las causas y efectos del intercambio de energ'ia entre la superficie y la atmosfera, y en el intercambio de dioxido de carbono y agua durante los procesos de crecimiento y respiraci'on de la vegetaci'on.
  • Se ha tomado en cuenta en el desarrollo de los modelos biof'isicos, las adaptaciones evolutivas de la estructura de la hoja, la morfolog'ia, los pigmentos, la energ'ia y las condiciones de agua dentro de las cuales puede persistir un individuo [Gates 1980].
  • Algunos aplican los principios de los modelos biof'isicos, pero estos se aplican a escalas mucho menores (a un individuo o a un componente de un individuo - una hoja por ejemplo).
  • Se pueden aplicar a situaciones donde un organismo no esta fijo en el tiempo ni en el espacio.
  • Dan respuesta a situaciones de intercambio de energia vegetacion -> medio ambiente sin la variable tiempo.
  • Ejemplo: Modelo JABOWA (Janak y Botkin)

 

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