Selvicultura

ecohidrológica en

bosques semiáridos:

articulando los

servicios

ecosistémicos a través

del agua

Antonio D del Campo

Profesor Titular Universidad -

UPV - ancamga@upv.es

El agua como recurso esencial para la vidaMódulo temático gestión forestal

1. La función ecohidrológica de los bosques

Los servicios ecosistémicos y los procesos hidrológicos en el bosque

La resiliencia climática y el agua en bosques semiáridos

La necesidad de incorporar los procesos hidrológicos en la gestión forestal

2. Cuantificación del Agua en gestión forestal

Selvicultura ecohidrológica en bosques semiáridos:

articulando los servicios ecosistémicos a través del agua

2

¿Cómo cuantificarla?,

¿Cómo modificarla?

La variabilidad

espacio-temporal

¿Cómo cambia el

resto del Sistema?

1.1.- Servicios ecosistémicos y procesos eco-hidrológicos

3

• Servicios

ecosistémicos

asociados al

agua (EEM)

1.1.- Servicios ecosistémicos y procesos eco-hidrológicos

4

• Servicios

ecosistémicosasociados al agua

uso social

Summary Report

Okanagan Water Supply and Demand Project – Phase 2 vi 30-July-2010

Figure 1 Average annual water balance for the Okanagan Basin.

• Los sistemas ecológicos procesos biológicos, físicos y químicos

(acciones o eventos que vinculan a los organismos y su entorno)

Procesos hidrológicos: ET, P, It, I,

1.1.- Servicios ecosistémicos y procesos eco-hidrológicos

5

Forestry Commission, 2011

Producción primaria

(conversión de energía en MO

a través de la fotosíntesis), es

decir, energía.

Procesos climáticos (sequías,

períodos húmedos,

aridificación)

Regímenes de perturbaciones

Procesos del suelo

(pedogénesis, erosión,…)

Procesos antropogénicos

1.1.- .- Servicios ecosistémicos y procesos eco-hidrológicos

6

• Colectivamente, los procesos producen:

Materia orgánica (biomasa, secuestro

de C)

Transferencia de agua y nutrientes

Regulan la calidad del aire y del agua

Formación de suelo

Biodiversidad

• Brindan servicios ecológicos y recursos

naturales (alimentos, fibra, madera, etc.)

• ESTRATEGIA FORESTAL DE LA UE (2021)

fomenta:

Multifuncionalidad de los bosques,

Secuestro de C

Mejorar la resiliencia ecosistemas

Proteger y preservar la biodiversidad

y otros servicios

Sobre los servicios ecosistémicos… ¿cuál

de estas preguntas es correcta?

El servicio ecosistémico precede al proceso

ecosistémico

El proceso genera el servicio

El agua limpia que sale del grifo es un proceso

ecosistémico

1.1.- .- Servicios ecosistémicos y procesos eco-hidrológicos

8

• Entender los procesos (hidrológicos)

sinergias y antagonismos

• gestionarlos para un fin concreto• Agua: Calidad vs. cantidad

= F (topografía, sp., densidad, suelo)

1.2.- La resiliencia climática y el agua en bosques semiáridos

9

Cambio climático es cambio de los procesos del agua:

• < Hum. Suelo, > ET, < P,

resiliencia

climática se

puede asemejar a

resiliencia de los

procesos

hidrológicos

1.2.- La resiliencia climática y el agua en bosques semiáridos

10

D ETERM IN AN TS O F FO REST RESILIEN CE TO N ATU RAL D ISTU RBAN CE REG IM ES • Disturbance regimes and their spatio-temporal time frames.

Johnstone et al., 2016.

• Cambio climático es

cambio de los procesos del

agua: Hum. suelo

> ET

< P

Nagel et

al., 2017;

Peterson &

Nagel,

2018

11

1.3.- La resiliencia climática y el agua en bosques semiáridos (y la gestión forestal adaptativa)

Selvicultura = Productos + otros SS.EE.

Hernández, D. 2004

=

1.3.- La necesidad de incorporar los procesos hidrológicos en la gestión forestal

De la selvicultura de productos a la selvicultura de procesos

El enfoque ecohidrológico

base para adoptar medidas de adaptación al cambio climático, mejorar la resiliencia

de los bosques y la provisión de servicios ecosistémicos fundamentales

Necesidad de cuantificar los procesos: carbono, agua, fuego, resiliencia,…

Estrategia Forestal EU

(2021)

Cortas de regeneración / mejora

(planteamiento tradicional vs. planteamiento de procesos)13

1.3.- La necesidad de incorporar los procesos hidrológicos en la gestión forestal

Montero et al., 2001.

• Régimen de clareo

… no hay que inventar … solo explicitar…

Selvicultura de procesos identifica los servicios ecosistémicos objetivos

de gestión gestiona sobre los procesos responsables optimizar outputs

14

Cuánto? Dónde? Cuándo? Cómo?

0% eliminar

20%

eliminar

40%

eliminar

60%

eliminar

CortarX

X XX

X

X

X

Clara

baja

X

X

X

X

X

Clara

media

Clara alta

XX

Ärea

tratada

0 10

0

0 10

0

0 10

0

Año

tratamiento

Rotación

Rotación

Rotación

Stands 1

& 7

1

7

Stands 3

& 5

3

5

Stands 6

& 9

6

9

1.3.- …. identificar procesos responsables y gestionarlos ….

Magnitud, variabilidad

espacial y temporal de

procesos

Gestión sobre procesos según

los objetivos:

• Suministro agua

• Secuestro de C

• Resistencia fuego,

• Resiliencia

• ….

2.- Cuantificación del Agua en gestión forestal

• ¿Cómo llevamos esto a la práctica (cuantificación)?

Ej. Cantidad de agua: Partición Lluvia, Redistribución suelo, agua azul / verde

Precipitación

Evaporación

Percolación

Estructura forestal

Escorrentía cortical y trascolación

Interceptación

Transpiración

∆ Agua del suelo

Escorrentía

Precipitación = Interceptación+ ETr + Escorrentías + Percolación ± ∆Agua del suelo

Estructura física Estructura biológica

2.- Cuantificación del Agua en gestión forestal

Caudal

Evaporación desde el suelo

Densidad del rodal (árboles/ha)

Uso

del a

gua (

mm

/año)

Interceptación

2.1. Cuantificar y modificar: el

role de la parcela experimental

Nested catchment approach employed in TERENO Source: JÜLICH, http://www.tereno-med.net/

• Parcela: balance hídrico en la unidad básica (ej. píxel) útil para escalar hacia unidades de entidad superior

Conocimiento ecohidrológico integrado.

Efecto de la gestión forestal

2.1.- Cuantificación del Agua

19

Contadores y pluvios

Precipitación y trascolación Escorrentía cortical

Collar y tipping-bucket

Humedad suelo

Sondas de humedad y CPS

Meteo

Escorrentías

Zanjas y contadores

Estación

met.

Transpiración

Flu

jo d

e s

av

ia

Recarga profunda

Piezómetro y

sensor de nivel

• La sensorización (parcela)

2.- Cuantificar y modificar el agua

• Casos estudiados

A) Plantaciones forestales maduras

(> 50 años, conservación suelo)

B) Regeneración post-incendio

C) Monte bajo de encina

Clareo regenerado zona seca: partición de la lluvia (DEL CAMPO ET AL., 2018, 2019)

21= F (P, ET, densidad,…)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90-2.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1/1

0/13

1/1

2/13

1/2

/14

1/4

/14

1/6

/14

1/8

/14

1/1

0/14

1/1

2/14

1/2

/15

1/4

/15

1/6

/15

1/8

/15

1/1

0/15

1/1

2/15

1/2

/16

1/4

/16

1/6

/16

1/8

/16

P (

mm

)

Ln

(T

hin

nin

g/C

ontr

ol)

L(StfT/StfC)

L(ThrT/ThrC)

L(ItT/ItC)

Pg (mm)

Escorrentía cortical (> C)

Trascolación (> T)

Interceptación (> C)

2.1.- Cuantificar y modificar el Agua

= F (Clima, densidad???, suelo,…)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.61

/10

/13

1/1

2/1

3

1/2

/14

1/4

/14

1/6

/14

1/8

/14

1/1

0/1

4

1/1

2/1

4

1/2

/15

1/4

/15

1/6

/15

1/8

/15

1/1

0/1

5

1/1

2/1

5

1/2

/16

1/4

/16

1/6

/16

1/8

/16

Pg

(m

m)

L (

Th

innin

g/C

on

trol)

CALDERONA

L(∆θT/∆θC)L(DT/DC)L(DgenT/DgenC)Pg (mm)

Recarga agua del suelo (> T)

Percolación (≈ T, C)

22

Clareo regenerado zona seca: Redistribución Pn (DEL CAMPO ET AL., 2018, 2019)

2.1.- Cuantificar y modificar el Agua

0

10

20

30

40

50

60

70

80-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1/1

0/1

2

1/1

2/1

2

1/2

/13

1/4

/13

1/6

/13

1/8

/13

1/1

0/1

3

1/1

2/1

3

1/2

/14

1/4

/14

1/6

/14

1/8

/14

1/1

0/1

4

1/1

2/1

4

1/2

/15

1/4

/15

1/6

/15

1/8

/15

1/1

0/1

5

1/1

2/1

5

1/2

/16

1/4

/16

1/6

/16

1/8

/16

Pg (

mm

)

L (

Thin

nin

g/C

ontr

ol)

LA HUNDE

L(DT/DC)

L(∆θT/∆θC)

L(DgenT/DgenC)

Pg (mm)

= F (P, ET, tiempo, densidad, suelo,…)

Recarga agua del suelo (> C)

Percolación (> T)

23

Resalveo QUIL zona subhúmeda: Redistribución Pn (DEL CAMPO ET AL., 2018, 2019)

2.1. Cuantificar y modificar el Agua

2.1.- Cuantificar y modificar el Agua

!!!!!

Gr 772

It 302

T 122 I 470 Es 160

I>30 cm 188

Gr 772

It 373

T 95 I 399 Es 142

I>30 cm 162

Gr 772

It 67

T 122 I 704

Es 301

I>30 cm 281

Gr 772

It 150

T 95 I 619

Es 271

I>30 cm 253

A. Tree: t1 -------> 10 years -------> t10 B. Stand: t1 ------> 10 years ------> t10

Disminución 20% cobertura

Claras en repoblaciones antiguas zona subhúmeda (DEL CAMPO ET AL., 2014)

Sobre la gestión forestal y el agua… ¿cuál

de estas preguntas es correcta?

Clarear el bosque aumenta la lluvia neta

Clarear el bosque siempre aumenta la recarga

profunda (o de acuíferos)

Todos los bosques funcionan hidrológicamente

igual si están en un mismo clima y condiciones

ecológicas

2.2.- La variabilidad espacio-temporal

Nested catchment approach employed in TERENO Source: JÜLICH, http://www.tereno-med.net/

• Subcuenca: resultados más significativos y mejor integración de todos el sistema

Rodal subcuenca: modelo empírico: LiDAR estructura

forestal trascolación

Manrique-Alba et al., 2015

↑precision ↑ realidad ↓ generalizable

2.2.- La variabilidad espacio-temporal

• Escala espacial

Topografía

Suelo

Estructura

Etc.

• Modelo de procesos (Rhessys)

Q (mm)

Rodal subcuenca: Modelo de procesos (Biome BGC)

ET (mm)

↓ precisión ↑ realidad ↑ generalizable

2.2.- La variabilidad espacio-temporal

• Escala temporal (dos

años en ej.)

cambio

climático

Efectos de eventos

pasados

Etc.

• Modelo de procesos (Biome BGC)

29

2.3- Cuantificación del Agua: ¿Cómo cambia el resto del Sistema?

• Los otros procesos ….

30

2.3- Cuantificación del Agua: ¿Cómo cambia el resto del Sistema?

C suelo (Kg/m2) N suelo (Kg/m2)

• Los otros procesos ….

LAI(m2/m2)

31

2.3- Cuantificación del Agua: ¿Cómo cambia el resto del Sistema?

• Los otros procesos …. los S.E.

Agua, Carbono

protegido, fuego,

eco-resiliencia:

C.A.F.E.

Agua

Carbono

Incendios

Cambio climático

Modelado Eco-hidrológico

(espacialmente distribuido

para incorporar la variabilidad

del bosque)

http://www.miseagrant.umich

.edu/lessons/files/2013/05/10-

728-How-A-Watershed-

Works.jpg

Resumiendo32

Incorporar en la planificación

temporal forestal. Incluyendo

B&S de la gestión. Optimizar

entre objetivos.

DSSPSA

Selvicultura de los procesos

http://www.miseagrant.umich.edu/lessons/files/2013/05/10-728-How-A-Watershed-Works.jpg

Muchas gracias por su atención !!

El agua une y articula todos los procesos del

bosque: pensemos en clave de agua

be water my friend…Bruce Lee

Knowing is not enough, we must apply. Willing is not enough, we must do

The project LIFE RESILIENT FORESTS is co-funded by the LIFE Programme of the European Union under contract # LIFE 17 CCA/ES/000063.