Efecto de la eficiencia de crecimiento, la competencia y el muestreo en el análisis de la evolución de masas forestales de la península ibérica

Abstract

Data from the National Forest Inventory are a valuable source of information that has been used both in management and research works. In study I of the thesis and from numerous plots, both observational and synthetic, we have analyzed the efficiency in the prediction of stand variables, such as basal area or number of feet per hectare, as well as the diameter distribution of the inventoried stands. The same is true for plot size in the estimation of diameter distributions. This paper evaluates the behavior of the diameter distributions transformed by the expansion factors to advise with greater certainty the reduction of plot size in large-scale inventories such as the National Forest Inventory. It is possible to reduce the size of the NFI plots to 15 m without losing efficiency in the estimation of the diameter distribution in most of the national territory, although in stands with large diameter trees the inventory design cannot dispense with sampling in the 25 m crown. In stands where the diameter distribution is bimodal or with a spatial distribution in aggregates, it is necessary to consider modifications in the sampling to improve the estimation of the diameter distribution.

For the knowledge of the behavior of forest stands it is of vital importance the use of modeling, and therefore the assessment of growth. For this, in study II we used data from almost 200 plots of black pine and Scots pine installed in pure stands and belonging to the same age class to study the spatial distribution and the effect it has on competition through distance-independent indices, the effect of including distance-dependent indices in the growth equation, as well as the method of competitor selection; Delaunay triangulation was the search radius method whose selected neighbors perform best. We also had good results in angle-based competitor selection methods, where neighbors are selected depending on distance and heights relative to the subject tree and reflects the influence on light interception. The best index found was based on crown.

Knowledge of individual tree growth efficiency, or growth per unit of resource utilization, can inform silvicultural management strategies to maximize tree and stand growth. In study III we analyzed two sets of even-aged stand plots of common conifer species in central Spain, 106 Scots pine and 92 black pine, to examine the dynamics of the dominance hypothesis, the relationship between stand structure and growth, and the relationship between structure and growth efficiency. Our main results revealed a negative impact of size class uniformity on stand growth in both Scots pine and Mediterranean pine, while the positive effect of tree size on growth efficiency was supported for Mediterranean pine stands but uncertain for Scots pine. At the operational level, our results highlight how thinning intensity is more important than thinning method in Mediterranean pine forests and how thinning can benefit the provision of multiple ecosystem services. We also recommend integrating the effects of dominance on growth in the modeling of individual trees.

Los datos del Inventario Forestal Nacional son una valiosa fuente de información que se ha utilizado tanto en la gestión como en trabajos de investigación. En el estudio I de la tesis y a partir de numerosas parcelas, tanto observacionales como sintéticas, se ha analizado la eficiencia en la predicción de variables de masa, como el área basimétrica o el número de pies por hectárea, así como de la distribución diamétrica de las masas inventariadas. Ocurre lo mismo con el tamaño de la parcela en la estimación de las distribuciones diamétricas. En este trabajo se evalúa el comportamiento de las distribuciones diamétricas trasformadas mediante los factores de expansión para aconsejar con mayor seguridad la reducción del tamaño de la parcela en inventarios a gran escala como el Inventario Forestal Nacional. Es posible reducir el tamaño de las parcelas del IFN a 15 m sin perder eficiencia en la estimación de la distribución diamétrica en la mayor parte del territorio nacional, si bien en masas en las que existen árboles de diámetro elevado el diseño de inventario no puede prescindir del muestreo en la corona de 25 m. En masas en las que la distribución diamétrica es bimodal o con distribución espacial en agregados es necesario plantear modificaciones en el muestreo que permitan mejorar la estimación de la distribución diamétrica.

Para el conocimiento del comportamiento de las masas forestales es de vital importancia el uso de la modelización, y por lo tanto la valoración del crecimiento. Para ello, en el estudio II utilizamos los datos de casi 200 parcelas de pino negral y pino silvestre instaladas en masas puras y pertenecientes a la misma clase de edad para estudir la distribución espacial y el efecto que tiene sobre la competencia a través de índices independientes de la distancia, el efecto de la inclusión de índices dependientes de la distancia en la ecuación de crecimiento, así como el método de selección de competidores; la triangulación de Delaunay fue el método de radio de búsqueda cuyos vecinos seleccionados funcionan mejor. También tuvimos buenos resultados en métodos de selección de competidores basados en el ángulo, donde los vecinos se seleccionan dependiendo de la distancia y alturas relativas al árbol sujeto y refleja la influencia en la intercepción de luz. El mejor índice encontrado estuvo basado en la copa.

El conocimiento de la eficiencia del crecimiento de cada árbol, o crecimiento por unidad de utilización de recursos, puede servir de base a las estrategias de gestión silvícola para maximizar el crecimiento de los árboles y de la masa. En el estudio III analizamos dos conjuntos de parcelas de rodales de edad uniforme de especies comunes de coníferas en el centro de España, 106 de pino silvestre y 92 de pino negral, para examinar la dinámica de la hipótesis de dominancia, la relación entre la estructura del rodal y el crecimiento, y la relación entre la estructura y la eficiencia del crecimiento. Nuestros principales resultados revelaron un impacto negativo de la uniformidad de la clase de tamaño sobre el crecimiento de la masa tanto en pino silvestre como en pino mediterráneo, mientras que el efecto positivo del tamaño del árbol sobre la eficiencia del crecimiento fue apoyado para las masas de pino mediterráneo pero incierto para el pino silvestre. A nivel operativo, nuestros resultados destacan cómo la intensidad de la clara es más importante que el método de clara en los pinares mediterráneos y cómo la clara puede beneficiar la provisión de múltiples servicios ecosistémicos. También recomendamos integrar los efectos de la dominancia sobre el crecimiento en la modelización de árboles individuales.