Uso del análisis del inventario forestal para detector migraciones de árboles en respuesta al cambio climático

Autores

Christopher Woodall, Estación de Investigación del Norte; Gretchen Moisen, Estación de Investigación de las Montañas Rocosas; Louis Iverson, Estación de Investigación del Norte; Nicholas Crookston, Estación de Investigación de las Montañas Rocosas

Consideraciones

La contracción, espansión y persistencia espacial de las distribuciones de árboles en respuesta al cambio climático varía con cada especie y puede denominarse colectivamente como migración de árboles. La migración de especies de árboles en el pasado, a lo largo de extensas escalas de tiempo, está bien documentada, especialmente después de la última era de hielo (1). Sin embargo, debido a los cambios recientes en el clima y las condiciones futuras proyectadas, existen muy pocas probabilidades de que las especies forestales puedan migrar al ritmo del cambio climático (2). Debido a que las especies forestales van a responder individualmente al cambio climático, se esperan cambios en la coincidencia espacial de algunas especies (3, 4, 5), generando potencialmente futuros biomas norteamericanos para los cuales no existen análogos contemporáneos (6). El rápido índice de cambio climático combinado con la respuesta de especies individuales de árboles podría causar la extirpación o pérdida regional de ciertas especies de árboles. Esto, a la vez, podría ocasionar pérdidas en la biodiversidad (7), pérdidas o ganancias de áreas forestales, o todas ellas. Por ejemplo, los bosques podrían convertirse en ecosistemas diferentes como pastizales, o la tundra alpina podría convertirse en bosque.

Los científicos están activamente comprometidos en trabajos para modelar las posibles futuras distribuciones de árboles (por ejemplo, ver 8) y supervisar las distribuciones de especies actuales. La supervisión de los cambios actuales en la distribución de los árboles está generalmente limitada por la falta de datos consistentes del período del 1900, el primer atlas nacional de distribución forestal recién se desarrolló en los años setenta (9). Debido a esta escala temporal relativamente corta, resulta problemático evaluar los límites de las distribuciones a lo largo de la gran cantidad de especies de árboles en los bosques de los Estados Unidos. Se han desarrollado indicadores novedosos de la dinámica de distribución de los árboles para asistir, por ejemplo al comparar las ubicaciones de árboles jóvenes con las de árboles adultos (10).

Cambios probables

Hasta la fecha, se ha documentado la migración contemporánea de árboles en una parte del este de los Estados Unidos, a lo largo de gradientes de elevación, (ej., 11) y ha sido observada a nivel global (12). La migración de árboles en gradientes hacia niveles más elevados generalmente afecta a áreas geográficas relativamente pequeñas, y por lo tanto se produce más fácilmente que la migración latitudinal, la cual concierne a amplias regiones especialmente en terrenos planos (13, 14). Por ejemplo, un aumento de 1˚C en la temperatura media anual puede corresponder a una elevación de 100 a 200 m en contraste con 150 km de latitud (Fig. 1 en 13).

A medida que se ha podido acceder a mayor cantidad de datos de inventario, se comenzaron a realizar estudios sobre la distribución de árboles a lo largo de escalas latitudinales para una gran parte del área forestal del este de los Estados Unidos. La investigación actual sugiere que las distribuciones de árboles en el este de los Estados Unidos pueden encontrarse algo estáticas a lo largo de sus márgenes, pero cuentan con árboles jóvenes de algunas especies que se encuentran en densidades más altas en la parte norte de su distribución originando un leve movimiento hacia el norte en la ubicación latitudinal media en contraposición con los árboles adultos (10). Si los márgenes de las distribuciones de árboles permanecen estáticos mientras no se produce regeneración dentro de la distribución, como a lo largo de los límites de la distribución del sur, se producirá una contracción del área (15). Los nuevos trabajos sugieren que actualmente hay algunas especies que pueden estar experimentando esta dinámica (2). La vasta presencia de especies de plantas invasivas a lo largo de los bosques de los Estados Unidos (16), sumada a una etapa avanzada en el desarrollo de la masa forestal y las existencias de los bosques (17), indican que va a ser dificultoso conseguir la regeneración de árboles en el futuro, especialmente de especies de árboles nativos que sirven de alimento a animales herbívoros como el venados. Durante la última década también ha disminuido la gran regeneración de árboles, potencialmente como resultado de estos factores (18).

Si el cambio climático continua o se acelera es de esperar que se evidencie una rápida pérdida de especies de árboles con estrechos nichos ecológicos a lo largo de los límites de distribución del sur. También se puede esperar una menor regeneración de árboles y pérdida de árboles jóvenes en esas zonas. Algunas especies de árboles tienen subpoblaciones genéticamente diferentes que se han adaptado a las condiciones locales a lo largo del tiempo y el cambio climático podría evitar su adaptación. La mala adaptación y la mortalidad potencial van a afectar la composición de la masa forestal en el tamaño de las especies y los árboles. Por lo tanto, el índice previsto de captura de carbono, el rendimiento del volumen de madera y la provisión de otros servicios ecosistémicos de los bosques va a ser muy diferente de lo que los administradores forestales hubiesen estimado sin el cambio climático (19). Por ejemplo, se estima que en el oeste de los Estados Unidos, debido al cambio climático, el abeto de Douglas, que se encuentra totalmente adaptado al lugar, va a sufrir problemas de adaptación (20, 21) con una disminución del índice de crecimiento (22). Por otra parte, algunas poblaciones podrían verse beneficiadas; las subpoblaciones de alerces occidentales podrían adaptarse genéticamente mejor que otras a futuros climas y podrían servir como fuente de semillas para intervenciones de gestión (23). Nuevos estudios de investigación sugieren que la contracción de la distribución podría producirse en áreas más montañosas del oeste donde es posible que la regeneración no responda a las distribuciones de árboles adultos (24).

Más allá del cambio climático en sí mismo, los legados del uso de tierras regionales podrían formar parte de la complejidad de la dinámica de futuras distribuciones de árboles. Por ejemplo, las poblaciones de piñones y enebros en el interior de la región occidental de los Estados Unidos han sido altamente dinámicas en los últimos dos siglos, experimentando una expansión general pero con episodios de mortalidad regional. Estas especies tienen áreas de persistencia a largo plazo relativas a períodos de vida centenarios (piñones) y milenarios (enebros) que a su vez reflejan diferencias con los legados de gestión forestal.

Opciones de gestión

Es importante reconocer que en escenarios de climas futuros se van a encontrar a lo largo del paisaje zonas de contracción, expansión y persistencia específicas de algunas especies. Las prácticas de gestión que se desarrollan para ciertas especies no pueden ser necesariamente extrapoladas a diferentes especies bajo condiciones dispares.

Los cambios esperados en la distribución de los árboles indican que es posible que los bosques saludables del futuro no se parezcan exactamente a los bosques saludables de hoy. Las siguientes consideraciones pueden ayudar a los administradores a mantener los bosques y los beneficios que brindan aún si las áreas que se encuentran bajo su gestión son más o menos adecuadas para algunas especies específicas.

• Si se tienen en cuenta los períodos de rotación que coinciden con el tiempo de crecimiento de los árboles en un sitio, probablemente estos permanecerán genéticamente en sintonía con el medioambiente. Esto va a requerir el uso de períodos de rotación más breves.
• Para árboles de una determinada especie que actualmente están en crecimiento, se recomienda introducir árboles de la misma especie que están más adaptados climáticamente a climas futuros proyectados (ej., de una subpoblación diferente).
• Establecer especies y semillas importadas de una amplia variedad de lugares para aumentar la diversidad genética en el lugar, con las expectativas de que alguna parte de los árboles se adapte al sitio a medida que el clima cambie.

Finalmente, es importante recordar que la regeneración de árboles es una dinámica compleja, mediada por varios procesos además del clima. La regeneración y la mortalidad de los árboles están afectadas por factores del sitio (ej., suelos y elevación), clima (ej., regímenes de precipitaciones y temperaturas), herbívoros (ej., cría de ciervos), ciclos de crecimientos de las astas, acciones de gestión, perturbaciones estocásticas, sucesión forestal y vegetación competitiva (ej., invasivos). Esto complica tanto la supervisión de la distribución de los árboles como el desarrollo de respuestas de gestión adaptables al clima. Al realizar la gestión de distribución de árboles, ya sea a través de migración asistida o de selección de especies durante operaciones de silvicultura, se deberá tener en cuenta que en cualquier región de los Estados Unidos no será el clima el único factor que afectará a estas masas forestales.