Esta serie de 4 artículos resume el primer proyecto de armonización y análisis de la defoliación de todas las redes de parcelas forestales presentes en la Península Ibérica.
El análisis de la defoliación, entre los años 1986 y 2015, distingue entre las principales especies, tipos de masa así como por regiones biogeográficas (Atlántica, Mediterránea y Alpina).
El análisis climático permitirá conocer las distintas variables meteorológicas presentes en las masas puras y mixtas de encina (Quercus ilex) y pino carrasco (Pinus halepensis) por un lado; y haya (Fagus sylvatica) y pino silvestre (Pinus sylvestris) por otro.
Introducción
En España existen diversas redes forestales donde se evalúan parámetros para determinar la salud de las masas arbóreas. Algunos de estos parámetros son la defoliación, decoloración o afección de agentes patógenos.
Este estudio ha sido el primero en analizar conjuntamente todas las redes forestales de nuestro país.
Los objetivos de este proyecto se pueden resumir en los siguiente puntos:
- Armonización y creación de una base de datos nacional de defoliación.
- Análisis de la dinámica de defoliación por regiones biogeográficas (mediterránea, atlántica y alpina) y tipos de masa (conífera, frondosa, mixta).
- Análisis de la dinámica de defoliación en especies principales.
- Estudio climático en masas puras y mixtas.
La Red Europea de ICP-Forest
El Programa Internacional de Cooperación de Bosques (ICP-Forest) se creó en el año 1985 y de ahí surgió la Red Europea de Seguimiento en Bosques con el objetivo de evaluar el estado y la evolución de los bosques de una forma armonizada y única en toda Europa (MAPA, 2018). Actualmente está implantada en 42 países, la mayoría en Europa, bajo la coordinación de Alemania (ICP-FOREST, 2011).
Tipos de redes
Se crearon dos redes de muestreo con diferentes objetivos:
- La Red de Nivel I: puesta en marcha en 1987 con aproximadamente 6000 parcelas repartidas sobre una malla de 16×16 km a lo largo de Europa (620 en España). El objetivo principal de esta red es el de conocer los cambios geográfico-temporales en las condiciones de los bosques.
- La Red de Nivel II: se inició en 1993 y se ubica en masas forestales representativas de nuestra geografía y donde se realizan medidas más numerosas y precisas. Actualmente comprende unas 500 parcelas en Europa (14 en España) y su objetivo es conocer las causas-efectos que afectan a estos ecosistemas (ICP-FOREST, 2011).
En la red de Nivel I, los muestreos relacionados con la sanidad forestal (impacto de daños bióticos, abióticos y sus agentes) son anuales. Mientras que en la red de Nivel II se evalúa de manera constante los factores de estrés y la vitalidad-funcionalidad de los bosques, por lo que estas parcelas están altamente instrumentalizadas y sus mediciones son continuas (MAPA, 2018).
Una de las mayores utilidades de estas redes es la de realizar un balance periódico de los bosques, ayudando a entender el impacto de contaminantes atmosféricos y otros agentes dañinos. También se pretende aportar información sobre los bosques como sumideros de carbono en relación con el cambio climático. Por último, estas redes también permiten aumentar los conocimientos sobre biodiversidad forestal (MAPA, 2018).
Redes Autonómicas y de Parques Nacionales
En España, además de la red de ICP-Forest existen Redes de seguimiento de daños autonómicas cuya coordinación y gestión es responsabilidad de las Comunidades Autónomas.
La metodología de estas parcelas se asemeja a la de ICP-Forest y se encuentran distribuidas sobre la misma malla europea pero con una resolución mayor (de 8×8 km o 4×4 km) (MAPA, 2018).
Las series de datos son más intermitentes que las parcelas de ICP-Forest. La primera Comunidad Autónoma que empezó a registrar datos fue Andalucía en el año 2000.
Además de las redes autonómicas, desde 1986 se llevan midiendo parcelas de seguimiento de daños en Parques Nacionales y otros entornos naturales. Esta red es más uniforme en el tiempo que la autonómica y cuenta con unas 200 parcelas al final de la serie.
Evaluación de la defoliación
Término
La defoliación es la pérdida de superficie foliar (hojas) en una planta. Desde los años 80 la defoliación ha sido utilizada en informes sobre el estado de los bosques, como forma de evaluar su salud forestal (Innes et al., 1993) y actualmente se sigue considerando como uno de los mejores criterios de evaluación de la salud forestal (Zierl, 2004).
Causas
La defoliación puede producirse por causas naturales o antrópicas. Más frecuentemente son causadas por fenómenos como el granizo, la sequía, insectos, enfermedades y herbívoros.
Un parámetro determinante para que se produzca la caída de las hojas es la temperaturas, además de las horas de luz (Galán, 2019). Aspecto que también tiene relación con enfermedades como la grafiosis del olmo (Sutherland et al., 1997).
Mecanismos de defensa
Las especies de hoja caduca pierden las hojas en la época más desfavorable como modo de defensa fisiológica ante las condiciones meteorológicas, reduciendo al máximo su actividad y la energía necesaria para su supervivencia.
Además, las plantas han desarrollado otros mecanismo para evitar la defoliación de los herbívoros, como la segregación de sustancias que reducen la palatabilidad de sus hojas o tallos.
El mecanismo morfológico más común frente al ramoneo es el desarrollo de dientecillos punzantes en las hojas, que se puede observar en especies como la encina.
Estudios
En Europa se ha relacionado la defoliación con fenómenos meteorológicos extremos y la acción de insectos (Lorenz & Mues, 2007). Para el período 1990-2005 (Lorenz et al., 2008) se observa un claro aumento de la defoliación en especies como Pinus pinaster, Quercus ilex o Quercus petraea; entre 2005 y 2009 todas las especies principales redujeron su defoliación (Fischer et al., 2010), mientras que a partir de 2010 no hay una tendencia clara de defoliación para la mayoría de las especies (Michel & Seidling, 2016).
Estos estudios también han determinado para algunas especies como el haya (Fagus sylvatica) o el pino silvestre (Pinus sylvestris) una mejora o estabilización de su defoliación. En el caso del pino, en España, su población ha aumentado en los últimos años, lo cual se ha relacionado con el aumento del nivel de CO2 y de la fertilización, consecuencias del cambio climático (Martínez, 2008). En el caso del haya, en los bosques de Rumanía se encuentra en un estado saludable, mientras que en Francia, con un clima más parecido al de nuestro país, muestra unas peores condiciones (Michel & Seidling, 2016).
Influencia del clima en la defoliación
El estudio entre la defoliación y el clima es algo habitual.
Popa et al. (2017) plantea un análisis de este tipo para las parcelas del Nivel I en Rumanía. Dicho estudio reflejó que la temperatura no es un factor tan determinante salvo para las caducifolias en las regiones más secas del país. En estos casos influyen las temperaturas registradas durante la época de crecimiento.
Por otra parte, en regiones más húmedas se observa una mayor correlación con las precipitación durante la época de crecimiento. Esto también se ha observado en otras zonas como Francia (Ferreti et al., 2014).
En 2014, el estudio de De la Cruz et al. (único estudio realizado a nivel nacional) determina un claro aumento de la defoliación entre 1987 y 2012, con dos picos máximos en 1995 y 2005 coincidentes con dos períodos de sequía y altas temperaturas.
Estos estudios anticipan que la defoliación dependerá de distintas variables climáticas según la región en la que nos encontremos y la especie arbórea.
Mapa de las parcelas
 | LOCALIZACIÓN |
| Altitud | Provincia | ||
| Orient. | Término municipal |
 | CARACTERÍSTICAS |
| Región | Masa |
| Formación (MFE) | |
| Tipo de Bosque |
 | MEDICIONES |
| Especie Principal | |
| Período de estudio | |
| Defoliación media |
Armonización y creación de las base de datos
El proceso de armonización consiste en la integración de los datos procedentes de las redes forestales Autonómicas y de Parques Nacionales según la metodología y estructura de ICP-Forest. La selección de la defoliación como parámetro principal del estudio se debe a su medición continua y precisa en las distintas redes y a lo largo de la serie.
Los árboles evaluados cada año varían en función de las parcelas disponibles.
Incluyendo las redes de Comunidades Autónomas, Parques Nacionales y de Nivel I de ICP-Forest, se han evaluado un total de 2858 parcelas distintas.
Hasta el año 2000 el número de árboles medidos fue limitado, ya que solo existían las parcelas de Nivel I de ICP-Forest y Parques Nacionales. Pero a partir del año 2000 con Andalucía y 2002 con Madrid, el número de mediciones aumentó progresivamente hasta alcanzar un valor máximo en el año 2010, con datos de hasta 9 Comunidades y un total de 65.224 mediciones.
En el período 1986-2015 se han hecho un total de 866.952 mediciones de defoliación.
Localización de las parcelas
Las parcelas de ICP-Forest se encuentran distribuidas homogéneamente por todo el territorio forestal nacional siguiendo la malla europea de 16×16 km. En cada vértice de la malla se sitúa una parcela, siempre que en ese punto exista superficie forestal.
Las parcelas de la Red de Parques se encuentran distribuidas sobre una malla de 4×4 km en cada emplazamiento. Estas ascienden a 217 parcelas distintas repartidas en 18 localizaciones.
Las red autonómica aporta 2038 parcelas distintas con datos de hasta 9 Comunidades Autónomas.
Diseño de las parcelas y medición de la defoliación
En España, las parcelas de Nivel I no tienen una superficie concreta, seleccionándose 24 árboles (6 por cuadrante), sobre los que se realizan las mediciones. Los árboles seleccionados en cada parcela deben tener un mínimo de 130 cm de altura y no presentar un daño físico visible.
Los árboles son marcados para su medición en años posteriores. En el caso de que un árbol seleccionado muera o sea cortado por labores silvícolas, es reemplazado por un árbol nuevo, siempre que sea posible, del mismo cuadrante y especie (Eichhorn, 2016).
Según ICP-Forest (Eichhorn, 2016), la defoliación se define como la pérdida de hojas o acículas en la copa de un árbol en comparación con un árbol de referencia. Se mide en porcentaje, en intervalos de 5%.
Para definir la defoliación de un árbol determinado se utiliza un árbol local de referencia, de la misma especie y condiciones geográficas (latitud, altitud, orientación) de la parcela. Este se tiene que encontrar en unas condiciones de follaje óptimas para poder realizar la comparación con el árbol a medir. También se pude utilizar un árbol de referencia “absoluta” que valga para una determinada especie y una época del año.
Altitud
La altitud media de las 2858 parcelas es de 767,9 msnm; con una altitud mínima de 5 msnm y una máxima de 2275 msnm. Esto hace que haya más de 15 clases de altitud en rangos de 150 metros.
Orientación
La orientación es un factor fundamental para diferenciar microclimas que pueden influir en las especies y su defoliación. Esta variable se ha clasificado en los ocho principales puntos cardinales además del “llano” correspondiente a un terreno sin una orientación predominante.
Ninguna región ha destacado por tener parcelas con una distribución predominante.
Región Biogeográfica
En España hay representación de 4 tipos: el mediterráneo (2274 parcelas), el atlántico (489 parcelas), el alpino (95 parcelas) y el macaronésico (propio de las Islas Canarias). Este último, no se encuentra representado por estar fuera del ámbito de estudio.
Formación Vegetal
En total, se han diferenciado hasta 55 formaciones distintas según el Mapa Forestal de España Escala 1:50.000 (MFE50). Las formaciones más representadas son los encinares, las dehesas, los pinares de pino albar y los pinares de pino carrasco, con más de 200 parcelas. Por otra parte, las acebedas, los quejigares de Q. canariensis, los madroñales, los sabinares de J. phoenicia o los abedulares cuentan con menos de 5 parcelas.
Tipo de Bosque (ICP-Forest)
ICP-Forest emplea la clasificación de tipos de bosques europeos (Barbati et al., 2014) en el que define 14 tipos de bosques principales. En España se encuentran 11 tipos.
La mayoría de las parcelas se han clasificado como coníferas de la región Mediterránea y árboles de hoja perenne. Las coníferas de la región Mediterránea se encuentran en toda la Península y Baleares de una forma dominante en distintas regiones mientras que los árboles de hoja perenne destacan por su presencia en áreas de Extremadura o Andalucía.
También hay una buena representación del bosque alpino con parcelas en Pirineos, Cordillera Cantábrica, Sistemas Central e Ibérico y Sierra Nevada; además de los bosques de especies introducidas que se corresponden en su mayor parte a eucaliptales de la región Atlántica.
Tipo de Masa
Para hacer la clasificación de las masas dominadas por coníferas, frondosas o sean masas mixtas, se ha considerado primero el tipo de formación vegetal según el MFE50 y segundo las especies de árboles presentes en cada parcela. Se ha utilizado un criterio del 75-25%; si un 75% de los árboles (18 ó más de un total de 24) corresponden a conífera o frondosa, se clasifica la parcela de ese modo. Si por el contrario no se llega al 75% de ningún tipo, se clasifica la parcela como mixta.
Este criterio es únicamente un indicador, ya que los árboles muestreados en las parcelas no corresponden a la totalidad de los representados en la masa y, por tanto, pueden no coincidir con el tipo de masa presente en la localización.
Datos de defoliación
Se ha utilizado el promedio de defoliación por parcela para poder asociar dicho valor a una localización geográfica precisa y una región biogeográfica. También se ha incluido la defoliación media por especie para analizar la evolución de la defoliación en las principales especies.
En las 2858 parcelas se han diferenciado 93 especies de árboles distintas. Los árboles más medidos han sido Q. ilex con casi 200.000 mediciones y P. sylvestris con casi 100.000. Hay hasta 16 especies con más de 10.000 mediciones.
Datos climáticos
Para la incorporación de datos climáticos a la base de datos de defoliación se han utilizado los datos de Spain02 de la Universidad de Cantabria (Herrera et al., 2012, 2016). Esta es una proyección de datos de temperatura y precipitación para España peninsular e Islas Baleares basada en datos de 2500 estaciones meteorológicas de AEMET para datos de precipitación y 250 estaciones para temperaturas.
La proyección proporciona datos en formato NetCDF para el período 1950-2015 superpuesto en malla regular de 10 km. Los datos calculados se encuentran en un formato tridimensional, donde las variables son las coordenadas de latitud y longitud, el tiempo (datos por meses o diarios) y los datos meteorológicos. Para el cálculo de las variables se han extraído los datos por parcela y año teniendo en cuenta las coordenadas.
Una vez extraídos todos los datos diarios para cada parcela se han calculado las distintas variables. Estas han constituido en su mayoría medias mensuales y anuales, siempre teniendo en cuenta los estudios ya realizados sobre este tema (Ferretti et al., 2014; Popa et al., 2017; De la Cruz et al., 2014). En total, han sido calculadas 116 variables para cada dato de defoliación.
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Cartel
Referencias
Este estudio se encuentra enmarcado en la Encomienda de Gestión entre el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITERD) y el INIA “Soporte científico a la generación de información forestal”. La información correspondiente a la Red de Nivel I, de Comunidades Autónomas y de Parques Nacionales ha sido facilitada por el Servicio de Inventario y estadísticas forestales de la SDG de política forestal y desertificación, responsable de los datos de Nivel I.
- Barbati, A., Marchetti, M., Chirici, G., & Corona, P. (2014). European forest types and forest Europe SFM indicators: tools for monitoring progress on forest biodiversity conservation. Forest Ecology and Management, 321, 145-157.
- De la Cruz, A. C., Gil, P. M., Fernández-Cancio, Á., Minaya, M., Navarro-Cerrillo, RM., Sánchez-Salguero, R., & Grau, JM., (2014). Defoliation triggered by climate induced effects in Spanish ICP Forests monitoring plots. Forest Ecology and Management, 331, 245-255.
- Eichhorn J, Roskams P, Potočić N, Timmermann V, Ferretti M, Mues V, Szepesi A, Durrant D, Seletković I, Schröck H‐W, Nevalainen S, Bussotti F, Garcia P, Wulff S. (2016). Part IV: Visual Assessment of Crown Condition and Damaging Agents. In: UNECE ICP Forests Programme Coordinating Centre ed.): Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. Thünen Institute of Forest Ecosystems, Eberswalde, Germany, 49 p.
Autores
Luis Alonso 1, Iciar Alberdi 2, Isabel Cañellas 2, A. I. González 3, B. Torres 3, Patricia Adame 2.
- Escuela de Ingeniería de Montes, Forestal y del Medio Natural. Universidad Politécnica de Madrid.
- Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA). Centro de Investigación Forestal (CIFOR)
- Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO).
Artículos
Primera parte: Distribución de las parcelas
Segunda parte: Evolución de la defoliación
Tercera parte: Estudio climático en masas de Haya y Pino Silvestre
Cuarta parta: Estudio climático en masas de Encina y Pino Carrasco