www.climatforest.com

GARCÍA-LÓPEZ, J.M. & ALLUÉ CAMACHO, C., 2005. Ensayo de un sistema fitoclimático de carácter autoecológico para especies arbóreas forestales en la península ibérica y su aplicación en labores de repoblación forestal. Actas IV Congreso Forestal Español. Zaragoza, 26-30 de septiembre de 2005.

Mesa temática 2: Mejora genética forestal, viveros y repoblaciones

ENSAYO DE UN SISTEMA FITOCLIMÁTICO DE CARÁCTER AUTOECOLÓGICO PARA ESPECIES ARBÓREAS FORESTALES EN LA PENÍNSULA IBÉRICA Y SU APLICACIÓN EN LABORES DE REPOBLACIÓN FORESTAL

J.M. García-López1; C. Allué Camacho2 1.Junta de Castilla y León. Servicio Territorial de Medio Ambiente. Área de Medio Natural. Juan de Padilla s/n. 09071 Burgos. garlopjv@jcyl.es 2.Junta de Castilla y León. Servicio Territorial de Medio Ambiente. Área de Medio Natural. Juan de Padilla s/n. 09071 Burgos. allcamca@jcyl.es Resumen Se ensaya un sistema fitoclimático de carácter autoecológico para especies arbóreas forestales de la Península Ibérica. Se parte de la información básica aportada por 35.767 puntos de muestreo procedentes del II Inventario Forestal Nacional con presencia natural de alguna de las siguientes especies como especie dominante de la formación forestal: Pinus uncinata, Pinus sylvestris, Pinus nigra, Abies alba, Abies pinsapo, Fagus sylvatica, Quercus robur, Quercus petraea, Quercus pubescens, Quercus pyrenaica, Quercus faginea, Quercus canariensis, Quercus suber, Quercus ilex ballota y Quercus ilex ilex. El sistema fitoclimático utilizado fue el de Allué-Andrade, modificado por la teoría de la envolvente convexa factorial, que se aplicó a un modelo factorial previo construido mediante variables regionalizadas sobre un modelo digital de elevaciones de toda la España peninsular. Se aplicó el sistema a 1.129 estaciones termopluviométricas, permitiendo mediante un espectro de diagnosis la determinación de especies forestales arbóreas compatibles con cada estación y sus grados de adecuación a la misma desde el punto de vista fitoclimática, como apoyo a la toma de decisiones en materia de especies a utilizar en labores de reconstrucción de cubiertas vegetales de carácter forestal. Palabras clave: Fitoclimatología, envolvente convexa, ecología, elección de especies, reforestación Introducción

La caracterización ecológica del ambiente en que vive una especie forestal tiene gran trascendencia desde el punto de vista de la gestión de sus poblaciones naturales. La determinación de los medios más recomendables para su utilización en labores de reconstrucción de la cubierta forestal, la identificación de lugares en los que a priori sean de esperar aplicaciones prácticas de los resultados de experimentación previa en las localidades de origen, la identificación de posibles factores de perturbación, la definición de programas de conservación de recursos genéticos de especies o poblaciones representativas, escasas o en peligro de desaparición, así como la identificación de factores ambientales presumiblemente responsables de la variación intraespecífica o de las principales interacciones genotipo-ambiente de estas especies, son algunas de las aplicaciones de este tipo de estudios.

En el presente trabajo se ensaya un sistema fitoclimático de carácter autoecológico para la determinación de las especies arbóreas forestales más adaptadas desde el punto de vista fitoclimático a utilizar en labores de repoblación forestal de un territorio determinado.

Material y métodos

A partir de la base de datos de parcelas de muestreo correspondientes al II Inventario Forestal Nacional (DGCONA, 1986-1995), se seleccionaron los 35.767 puntos con presencia natural de 16 especies arbóreas forestales como principales de la formación forestal. La selección de parcelas se hizo mediante la utilidad informática BASIFOR (DEL RÍO et al., 2001) segregando aquellos registros con presencia natural de cada una de ellas como primera especie dominante de la formación. En la tabla 1 puede observarse la distribución por especies de los 35.767 puntos de muestreo utilizados y sus códigos, y en la figura 1 su distribución geográfica.

No se consideraron a efectos de este ensayo Pinus pinaster, Pinus pinea y Pinus halepensis, por presentar algunos problemas de discriminación entre masas naturales y artificiales que requieren consideraciones más detalladas, que, aunque exceden del presente trabajo, se estudiarán en el futuro a la vista de los resultados obtenidos del presente ensayo.

Los 35.767 puntos de muestreo fueron identificados por sus coordenadas UTM (Huso 30) y su altitud, y se trataron con el programa informático FITOCLIMOAL’2000 (GARCÍA-LÓPEZ y ALLUÉ CAMACHO, 2000) para la obtención de los datos mensuales brutos de temperatura y precipitación conforme a los modelos de estimaciones termopluviométricas regionalizadas de SÁNCHEZ-PALOMARES et al. (1999). Posteriormente, con el mismo programa fueron hallados los factores fitoclimáticos de ALLUÉ-ANDRADE (1990) K, A, P, PE, T, TMF, TMC, TMMF, TMMC, HS y HP a excepción de la oscilación térmica original del autor, que se calculó en este caso como OSC=TMC-TMF.

El sistema fitoclimático utilizado es el basado en los modelos de ALLUÉ-ANDRADE (1990 y 1997) modificado por GARCÍA-LÓPEZ y ALLUÉ CAMACHO (2003). Este sistema fitoclimático fue el elegido para la realización del presente estudio al ser en la actualidad el único sistema fitoclimático de carácter cuantitativo, es decir, que no sólo permite la adscripción meramente cualitativa de una estación a una categoría fitoclimática previamente definida, sino que permite además una cuantificación del nivel de adecuación de la estación a dicha categoría o tipo fitoclimático y también al resto de tipos del sistema, mediante la utilización de “coordenadas de posición” y de “distancias fitoclimáticas” relativas entre sí y referidas a ámbitos fitoclimáticos factoriales.

Se asignó a cada especie un ámbito factorial de carácter autoecológico establecido a partir de los puntos de muestreo que le correspondan (tabla 1). Conforme a GARCÍA-LÓPEZ y ALLUÉ CAMACHO (2003), la frontera de cada ámbito puede ser definido de forma muy fiel a la nube de puntos del hiperespacio factorial de 12 dimensiones mediante el cálculo de una envolvente convexa que lo convierte en un hiperpoliedro y que puede proyectarse en planos formados por parejas de factores para realizar los cálculos propios del modelos ALLUÉ-ANDRADE (1990 y 1997).

Si en un espacio factorial de 3 dimensiones F1F2F3 consideramos el poliedro limitado por los vértices de una envolvente convexa. Un punto P es interior al poliedro en el hiperespacio (es decir, será genuino desde el punto de vista fitoclimático respecto de dicho ámbito) si y sólo si cada una de sus proyecciones factoriales planares es interior a cada una de las envolventes convexas proyectadas. El ámbito del factor F1 para el punto P calculado mediante proyección de la nube de puntos sobre el plano F1F2 es [(F1minP)F1F2; (F1maxP)F1F2], mientras que el ámbito de ese mismo factor calculado mediante proyección de la nube de puntos sobre el plano F1F3 es [(F1minP)F1F3; (F1maxP)F1F3].

Si consideramos un sistema con n factores y m subtipos fitoclimáticos:

Para un espacio factorial de n dimensiones hay 2

)1(2

−=��

�

����

� nnn proyecciones factoriales planares y

cada factor aparece en n-1 proyecciones FiFk ( con i entre 1 y n y con k entre i+1 y n). Luego habrá n(n-1) pseudofactores o factores proyectados (Fip)FiFk para un punto P. En donde: (Fip)FiFk: Valor del factor Fi para el punto P en la proyección del plano factorial FiFk formado por los factores Fi y Fk.

eAj

Fip FiFk)(: Escalar de adecuación de (Fip)FiFk al ámbito fitoclimático Aj

λFpi

: Poder caracterizador de Fpi

ϕ Aj

Fip FiFk)(: Función de posición de (Fip)FiFk respecto del ámbito fitoclimático Aj

Determinando el máximo escalar posible para un factor y ámbito determinado y dividiendo el escalar anterior por él, obtenemos un “escalar normalizado” que permite que los escalares de distintos ámbitos sean comparables entre sí:

max

)(

)( eee AjFi

Fi

AjFi

FipAjFi

Fip

FiFk

FiFknor =

En donde:

maxeAjFi

Fi: Escalar máximo de adecuación de Fi al ámbito fitoclimático Aj

noreAjFi

Fip FiFk)(: Escalar normalizado de adecuación de (Fip)FiFk al ámbito fitoclimático Aj

Estos m.n.(n-1) escalares de adecuación (valor factorial proyectado)-(ámbito) pueden reducirse a

m escalares de adecuación del punto a cada ámbito, mediante suma de las funciones fitoclimáticas de adecuación de cada factor al intervalo factorial correspondiente del ámbito.

En donde:

noreAj

P: Escalar normalizado de adecuación del punto P al ámbito fitoclimático Aj

ϕλAj

FipFip

Aj

FipFiFkFiFke )()(

.=

�==

==−=

2,1

,)()1(

1 ki

nkni

AjFi

FiFkFpi

Aj

P nornnnor ee

Resultados

Aplicando el sistema fitoclimático autoecológico a 1.129 estaciones de la red del Instituto Nacional de Meteorología se obtuvieron 109 tipos de espectros de diagnosis. En la tabla 2 se exponen los escalares de adecuación máximos obtenidos para cada especie.

En la tabla 3 se exponen las diagnosis completas de 109 estaciones termopluviométricas seleccionadas como ejemplo de entre las 1.129 estudiadas por pertenece a otros tantos tipos de espectros de la tabla 2. Se muestra el espectro de diagnosis fitoclimática autoecológica al completo, esto es, con indicación de los escalares normalizados de adecuación. Cada espectro toma la forma “e1(sp1)+e2(sp2)+e3(sp3)+e4(sp4)+e5(sp5) +e6(sp6)” en donde “ei” es el escalar normalizado de adecuación al ámbito factorial correspondiente a la especie “spi”. Discusión

El sistema que se ensaya en el presente trabajo permite contar con una herramienta de toma de decisiones en materia de repobalción forestal directamente utilizable en la gestión del medio natural. Al estar los ámbitos definidos a partir de datos factoriales de carácter autoecológico para cada especie, los escalares normalizados de adecuación fitoclimática del espectro pueden tener la consideración de Índices de Idoneidad Fitoclimática conforme a ALLUÉ CAMACHO (1996) y por tanto pueden sernos útiles para la evaluación del grado de adaptación fitoclimática de la especie a la localidad no sólo en términos absolutos sino relativos respecto de otras especies en competecia.

El sistema está pendiente de ser sometido a diversos contrastes que permitan la depuración de algún punto aberrante y de comprobaciones de campo, será objeto de un aplicación informática (Climatforest) y estará en breve disponible en www.climatforest.com para su utilización por el gestor o el investigador. Bibliografía ALLUÉ-ANDRADE, J.L.; 1990. Atlas fitoclimático de España. Taxonomías. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias. Madrid. 221 pp. ALLUÉ-ANDRADE, J.L.; 1997. Tres nuevos modelos para la fitoclimatología forestal: Diagnosis, Idoneidad y Dinámica de fitoclimas. Actas I Congreso Forestal Hispano-Luso. Irati’97. 31-40. Pamplona. ALLUÉ CAMACHO, C.; 1996. Un modelo para la caracterización fitoclimática de individuos, comunidades y fitologías. El modelo idoneidad y su aplicación a las comunidades pascícolas. Ecología 10: 209-230. Madrid.

DEL RÍO M., RIVAS, J.; CONDES, S.; MARTINEZ-MILLÁN, J.; MONTERO, G.; CAÑELLAS, I.; ORDÓÑEZ, C.; PANDO, V.; SAN MARTÍN, R. & BRAVO, F. 2001. BASIFOR: Aplicación Informática para el manejo de bases de datos del Segundo Inventario Forestal Nacional - III Congreso Forestal Español, Granada. III. 49-54. GARCIA-LÓPEZ, J.M. & ALLUE CAMACHO, C.; 2000. FITOCLIMOAL’2000, un programa para la diagnosis, homologación y estudio de dinámicas e idoneidades fitoclimáticas. Montes 67: 9-18. GARCIA-LÓPEZ, J.M. & ALLUÉ CAMACHO, C.; 2003. Aplicación de la teoría de la envolvente convexa a la mejora del sistema fitoclimático Allué-Andrade. Ecología 17: 329-343.

SANCHEZ PALOMARES, O.; SANCHEZ SERRANO, F. & CARRETERO CARRERO, M.P. ; 1999. Modelos y cartografía de estimaciones climáticas termopluviométricas para la España peninsular. Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria. Madrid. 192 pp.

Código Especie Estaciones Código Especie Estaciones 1 Pinus nigra 2805 9 Quercus ilex ballota 13581

2 Pinus sylvestris 4942 10 Quercus ilex ilex 1043

3 Pinus uncinata 536 11 Quercus suber 2055

4 Abies pinsapo 10 12 Quercus canariensis 90

5 Abies alba 162 13 Quercus faginea 1855

6 Fagus sylvatica 1795 14 Quercus pyrenaica 3390

7 Quercus robur 1687 15 Quercus pubescens 52

8 Quercus petraea 666 16 Juniperus thurifera 1098

Tabla 1: Códigos y número de puntos de muestreo de las especies utilizadas en la construcción del sistema fitoclimático autoecológico Figura 1: Situación de los 35.767 puntos de muestreo utilizados

Figura 2: Cálculo de ámbitos factoriales particularizados para el punto P en un espacio factorial de 3 dimensiones conforme a GARCÍA-LÓPEZ y ALLUÉ CAMACHO (2003)

Código Especie Esc. Máx. Código Especie Esc. Máx. 1 Pinus nigra 0,83 9 Quercus ilex ballota 0,41

2 Pinus sylvestris 0,54 10 Quercus ilex ilex 0,65

3 Pinus uncinata 0,79 11 Quercus suber 0,50

4 Abies pinsapo 0,41 12 Quercus canariensis 0,60

5 Abies alba 0,70 13 Quercus faginea 0,83

6 Fagus sylvatica 0,57 14 Quercus pyrenaica 0,54

7 Quercus robur 0,29 15 Quercus pubescens 0,76

8 Quercus petraea 0,74 16 Juniperus thurifera 0,75

Tabla 2: Escalares de adecuación máximos obtenidos para cada especie integrante del sistema

F2

F3

F1

PF1F3 (F3maxP)F1F3

CF2F3 PF1F2

1

CF1F2

PF2F3

1

1

2

2

3

3 3

2

4 4

5

5

5 6 6

6 4

CF1F3 (F3minP)F1F3

(F3minP)F2F3 (F3maxP)F2F3

(F2maxP)F1F2

(F2maxP)F2F3

(F2minP)F2F3

(F2minP)F1F2

(F1minP)F1F3 (F1maxP)F1F3

COD ESTACION PROVINCIA ESPECTRO

2010 ABEJAR SORIA 0,36(13)+0,22(16)+0,19(14)+0,16(2) 9476 AGUERO HUESCA 0,53(10)+0,51(13)+0,38(14)+0,28(11)+0,19(9) 9244O AIBAR NAVARRA 0,56(13)+0,50(10)+0,38(14)+0,18(9) 9269 ALSASUA NAVARRA 0,31(13)+0,28(14)+0,11(7)+0,11(9) 9136 ANGUIANO VALVA. LA RIOJA 0,55(13)+0,49(6)+0,39(14)+0,16(9) 9212 ANSO HUESCA 0,58(15)+0,45(13)+0,24(2)+0,13(9) 2113 ARAUZO DE MIEL BURGOS 0,75(13)+0,63(16)+0,46(14)+0,22(9) 9228E ARIVE NAVARRA 0,49(8)+0,41(13)+0,36(14)+0,32(6) 1021 ARTICUTZA NAVARRA 0,22(7) 9453I ASO DE SOBREMON. HUESCA 0,49(15)+0,49(8)+0,41(13)+0,37(2) 72 BEGAS BARCELONA 0,54(13)+0,38(10)+0,36(14)+0,17(9) 9993I BENOS LÉRIDA 0,40(8)+0,36(2) 3453 BERZOCANA CACERES 0,34(11)+0,33(14)+0,24(9) 1214E BEZANES ASTURIAS 0,37(6)+0,32(14)+0,12(9) 9656 BONAIGUA LÉRIDA 0,43(3) 99 BORREDA PUIGCER. BARCELONA 0,54(15) 9470I BOTAYA HUESCA 0,61(13)+0,41(14)+0,19(9) 2331 BURGOS 'VILLAFRIA' BURGOS 0,65(13)+0,44(14)+0,19(9) 9204 CANIAS HUESCA 0,68(15)+0,58(13)+0,18(9) 9689 CAPDELLA LÉRIDA 0,57(8)+0,54(15)+0,40(6)+0,34(2) 2234 CERVERA DE PISUER. PALENCIA 0,46(13)+0,36(14) 2626 CISTIERNA LEON 0,64(13)+0,56(16)+0,44(14)+0,19(9) 8277E COTES VALENCIA 0,44(11)+0,31(9) 1199 COYA ASTURIAS 0,18(14)+0,17(7) 1302G DEGAÑA ASTURIAS 0,33(8)+0,29(14) 1053 ECHEVARRIA VIZCAYA 0,18(7)+0,10(9) 9209 EMBUN HUESCA 0,62(13)+0,42(14)+0,19(9) 9231E ERRO NAVARRA 0,59(8)+0,45(15)+0,45(6)+0,38(13)+0,34(14)+0,12(9) 9237I ESPARZA DE SALAZ. NAVARRA 0,57(15)+0,51(8)+0,49(13)+0,33(6)+0,16(9) 9257E EUGUI ESTERIBAR NAVARRA 0,45(15)+0,42(6)+0,39(13)+0,38(14)+0,14(9) 429 FIGUERAS GIRONA 0,57(10)+0,20(9) 0370A GERONA BELL LLO. GIRONA 0,43(10) 8241 GRAJA CAMPALBO CUENCA 0,62(13)+0,39(14)+0,21(9) 2367 GUARDO PALENCIA 0,54(13)+0,40(14)+0,40(2) 2079 HONT. DEL PINAR BURGOS 0,65(1)+0,65(13)+0,50(16)+0,44(14) 9898 HUESCA MONFL. HUESCA 0,61(13)+0,48(10)+0,21(9) 9258O IROZ NAVARRA 0,44(13)+0,33(14)+0,23(15)+0,15(9)+0,10(7) 1271E LA FLORIDA ASTURIAS 0,27(13)+0,25(14)+0,12(7)+0,11(9) 2706 LA MAGDALENA LEON 0,39(14) 1276E LA RIERA SOMIEDO ASTURIAS 0,24(14)+0,13(7)+0,08(9) 9179 LARRAONA NAVARRA 0,35(13) 9995 LES CLEDES LÉRIDA 0,55(8)+0,43(6) 9744A LLESP CENTRAL LÉRIDA 0,49(15)+0,36(13)+0,34(8)+0,23(2) 3195A MADRID CHAM. MADRID 0,26(9) 9131I MANSILLA EMBAL. LA RIOJA 0,63(13)+0,44(14)+0,18(9) 3205 MARANCHON GUADALAJARA 0,63(13)+0,48(16)+0,40(14) 9690 MONROS MOLINOS LÉRIDA 0,56(15)+0,14(9) 3305 NAVAHERMOSA TOLEDO 0,28(9) 9889 NOCITO HUESCA 0,50(13)+0,49(15)+0,15(9) 9900 NUENO HUESCA 0,52(13)+0,18(9) 3006 OREA “VALDEM.” GUADALAJARA 0,34(2)+0,21(13) 2278 OSORNO PALENCIA 0,75(13)+0,70(16)+0,43(14)+0,24(9) 9262C PAMPLONA GRANJA NAVARRA 0,39(13)+0,13(9)

2236 PANT. DE CERVERA PALENCIA 0,59(8)+0,46(13)+0,45(6)+0,36(14)+0,13(9) 69 PANTANO DE FOIX BARCELONA 0,64(10)+0,32(11)+0,23(9) 9451 PANTICOSA BALNE. HUESCA 0,35(2)+0,32(6)+0,12(3) 9139U PAZUENGOS LA RIOJA 0,32(6)+0,30(14) 3360 PELAHUSTAN TOLEDO 0,35(9) 3109 PRESA RIO SEQUILLO MADRID 0,74(13)+0,48(14)+0,23(9) 2667 PRIORO LEON 0,44(13)+0,38(2)+0,36(14) 1239I PROAZA ASTURIAS 0,13(9)+0,12(7) 2697 RABANAL DE LUNA LEON 0,44(6)+0,44(2)+0,32(14) 9471O RASAL HUESCA 0,60(13)+0,40(14)+0,19(9) 323 RIPOLL PROGRESO GIRONA 0,47(15)+0,15(9) 24 ROCAFORT TARRAGONA 0,56(13)+0,43(10)+0,20(9) 9228U RONCESVALLES NAVARRA 0,46(6) 2804 SALTO DE CASTRO ZAMORA 0,67(13)+0,46(14)+0,28(9) 263 SAN CELONI BARCELONA 0,47(10)+0,19(9) 1318 S MARTIN DE OSCOS ASTURIAS 0,31(8)+0,30(14) 9660 LAGO S MAURICIO LÉRIDA 0,20(3)+0,17(5)+0,11(2) 1591 SAN SEBASTIAN ORENSE 0,45(2)+0,36(14) 2779E STA CROYA DE TERA ZAMORA 0,24(9) 9695 SENTERADA LÉRIDA 0,48(15)+0,42(13) 9619 SEO DE URGEL LÉRIDA 0,45(15) 9669 TABESCAN 'PRESA' LÉRIDA 0,45(13)+0,14(9) 8088 UÑA CUENCA 0,61(13)+0,61(1)+0,48(16)+0,34(2) 4389 USAGRE BADAJOZ 0,36(11)+0,31(9) 9995X VALCARLOS NAVARRA 0,17(7) 9991 VIELLA LÉRIDA 0,55(8)+0,53(15)+0,42(6)+0,39(13)+0,22(2)+0,12(9) 2728 VILLAMECA LEON 0,67(13)+0,47(14) 2775 VILLARDECIERVOS ZAMORA 0,68(13)+0,47(14)+0,19(9) 19 VIMBODI TARRAGONA 0,47(10)+0,40(14)+0,20(9) 9087 VITORIA AEROP. ALAVA 0,35(14)+0,34(13) 9461 YEBRA DE BASA HUESCA 0,57(15)+0,48(13)+0,14(9) 8232 YEMEDA CUENCA 0,41(16)+0,27(9) 1287 ZARDAIN ASTURIAS 0,21(7) Tabla 3: Espectros de diagnosis de 109 estaciones termopluviométricas del INM