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Cómo el cambio climático y los incendios están dando forma a los bosques del futuro

Cómo el cambio climático y los incendios están dando forma a los bosques del futuro
El paisaje icónico del Parque Nacional de Yellowstone se caracteriza por vastos bosques que no han sido tocados por el hombre pero que están amenazados por un número creciente de incendios forestales debido al cambio climático. Crédito: R. Seidl / TUM

Los incendios forestales ya son una amenaza mundial. «Pero considerando cómo está progresando el cambio climático, probablemente estemos solo al comienzo de un futuro que verá más y mayores incendios forestales», explica Rupert Seidl, profesor de dinámica de ecosistemas y gestión forestal en paisajes de montaña en TUM.


por la Universidad Técnica de Munich


En muchos lugares, el fuego es parte del entorno natural y muchas especies de árboles se han adaptado naturalmente a los incendios recurrentes. Estas adaptaciones van desde la corteza particularmente gruesa, que protege del fuego al sensible cambium del tronco, hasta las piñas de ciertos tipos de pino, que se abren únicamente por el calor del fuego, permitiendo una rápida regeneración y recuperación del arbolado afectado.

La IA está acelerando los modelos de ecosistemas

«La interacción entre el clima, los incendios forestales y otros procesos en el ecosistema forestal es muy compleja, y se requieren modelos de simulación sofisticados basados ​​en procesos para tener en cuenta las diferentes interacciones de manera adecuada», explica el Prof. Seidl. Un método que se ha desarrollado en TUM está utilizando inteligencia artificial para expandir significativamente el campo de uso de estos modelos complejos.

Este método implica el entrenamiento de una red neuronal profunda para imitar el comportamiento de un modelo de simulación complejo de la manera más efectiva posible. La red neuronal aprende sobre la base de cómo responde el ecosistema a las diferentes influencias ambientales, pero lo hace utilizando solo una fracción de la potencia de cálculo que de otro modo sería necesaria para los modelos de simulación a gran escala. «Esto nos permite realizar simulaciones espacialmente de alta resolución de áreas de bosque que se extienden a lo largo de varios millones de hectáreas», explica el científico Dr. Werner Rammer.

Cómo el cambio climático y los incendios están dando forma a los bosques del futuro
La forma en que un número creciente de incendios forestales está cambiando el paisaje a largo plazo se está estudiando con el uso de IA. Crédito: R. Seidl / TUM

Pronóstico para los bosques del Parque Nacional de Yellowstone

Las simulaciones completadas por el equipo de científicos incluyen simulaciones para el ‘Gran Ecosistema de Yellowstone’, que tiene el mundialmente famoso Parque Nacional de Yellowstone en su corazón. Esta área, de aproximadamente 8 millones de hectáreas, está situada en las Montañas Rocosas y está prácticamente intacta. Los investigadores del TUM han trabajado con colegas estadounidenses para determinar cómo diferentes escenarios climáticos podrían afectar la frecuencia de los incendios forestales en esta región en el siglo XXI, y qué áreas de bosque no pueden regenerarse con éxito después de un incendio forestal.

Dependiendo del escenario de cambio climático , el estudio ha encontrado que para fines de siglo, la cobertura forestal actual habrá desaparecido en 28 a 59 por ciento de la región. Particularmente afectados fueron los bosques en la zona subalpina cerca de la línea de árboles, donde las especies de árboles están naturalmente menos adaptadas al fuego, y las áreas en la meseta de Yellowstone, donde la topografía relativamente plana es en su mayoría incapaz de detener la propagación del fuego. .

El cambio climático está provocando cambios importantes en los ecosistemas forestales

La regeneración del bosque en la región bajo investigación está amenazada por varias razones: si los incendios aumentan y las distancias entre los árboles sobrevivientes también aumentan, muy pocas semillas llegarán al suelo. Si el clima se vuelve más cálido y seco en el futuro, los árboles jóvenes vulnerables no sobrevivirán, y si hay demasiados incendios, los árboles no alcanzarán la edad en la que ellos mismos producen semillas.

«Para 2100, se espera que el Gran Ecosistema de Yellowstone haya cambiado más de lo que ha cambiado en los últimos 10,000 años y, por lo tanto, se verá significativamente diferente de lo que es hoy», explica Rammer. «La pérdida de la vegetación forestal actual está llevando a una reducción del carbono que se almacena en el ecosistema y también tendrá un impacto profundo en la biodiversidad y el valor recreativo de este paisaje icónico».

Las posibles tendencias de desarrollo identificadas en el estudio también están destinadas a ayudar a los visitantes del parque nacional a comprender las consecuencias del cambio climático y la urgencia de las medidas de protección climática. En el siguiente paso, el equipo de investigación utilizará IA para estimar el impacto a largo plazo de los problemas causados ​​por el cambio climático en los bosques de Europa.