Según el Ministerio Federal de Alimentación y Agricultura de Alemania (BMEL), en los últimos años, el daño en grandes áreas de los bosques alemanes ha aumentado como resultado de la sequía extrema que azotó el país. Sin embargo, apenas hay datos disponibles que reflejen los cambios dinámicos espaciotemporales en el paisaje forestal a gran escala.
por la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes
En un estudio publicado en Remote Sensing of Environment , un equipo de investigación coordinado por el Centro Helmholtz de Investigación Ambiental (UFZ) describe cómo se pueden utilizar los datos satelitales para derivar el estado de los paisajes forestales en Alemania.
Esta información sirve de base para el nuevo sistema de seguimiento del estado de los bosques de la UFZ, que proporciona información detallada sobre las características de los bosques en mapas con una resolución espacial de 20 metros. Estos mapas indican un aumento significativo de las superficies forestales dañadas durante el período comprendido entre 2016 y 2022, especialmente en regiones del centro de Alemania como Harz, Sauerland y la Suiza sajona.
Aproximadamente un tercio de la superficie de Alemania, es decir, unos 11 millones de hectáreas, está cubierta de bosques. La distribución de estos bosques y las especies de árboles dominantes son ampliamente conocidas.
«Sin embargo, hasta ahora nos falta información específica sobre las condiciones de los bosques a gran escala y en toda la superficie, que aún incluya aspectos regionales y [su] dinámica de cambio», dice el especialista en teledetección de la UFZ, Dr. Daniel Doktor.
El monitor de estado de los bosques de la UFZ pretende colmar esta laguna: «Hemos desarrollado un índice que representa los cambios dinámicos del estado de las superficies forestales de Alemania . Este índice se muestra en forma de mapas estacionales y anuales en nuestro monitor», explica.
A diferencia, por ejemplo, del informe sobre el estado de los bosques del Ministerio Federal de Alimentación y Agricultura (BMEL), que está diseñado para obtener un muestreo estadístico del estado medio de los bosques en Alemania, el monitor proporciona información con una mayor resolución espacial y temporal. Aunque el informe del BMEL se basa en inventarios forestales de alta precisión, solo se especifica para aproximadamente 400 parcelas forestales de este tipo con una resolución de 16 kilómetros en toda Alemania.
Los investigadores de la UFZ obtuvieron el estado del bosque utilizando datos de Sentinel-2 de la Agencia Espacial Europea (ESA).
«La luz solar se refleja de forma diferente en cada especie de árbol a lo largo del año. Los satélites pueden captar esta información muy bien y la almacenan en forma de valores numéricos. Estos valores reflejan las características de la vegetación, como el contenido de pigmento y agua o la estructura del dosel», explica el Dr. Maximillian Lange, primer autor del estudio. «Cuanto más se desvían estos valores de la reflectividad media, más probable es que la vegetación esté estresada o destruida».
Los investigadores extrajeron series temporales de reflectancia representativas para poblaciones sanas de las cuatro especies de árboles dominantes: roble (albar y roble común), haya, pícea y pino silvestre, durante los años 2016 a 2022. Estas series se utilizaron posteriormente como referencia para detectar anomalías en las condiciones forestales. De este modo, los investigadores pudieron determinar un denominado índice de anomalías de las condiciones forestales, que cuantifica en qué medida las respectivas reflectancias se desvían de la referencia, es decir, en qué medida las condiciones reales del bosque difieren de las esperadas.
Este índice está disponible para todas las áreas forestales de Alemania con una resolución espacial de 20 metros. Sin embargo, el equipo aún enfrenta desafíos a la hora de calibrar el índice de anomalías de las condiciones forestales, cuantificar las incertidumbres y minimizarlas.
La versión en línea del monitor de condición forestal UFZ muestra no solo la condición del bosque, sino también la distribución espacial de las cuatro especies de árboles dominantes y su respectiva fenología, como la brotación y la coloración de las hojas. También proporciona múltiples mapas de índices de vegetación que resaltan propiedades específicas de la vegetación. Además, los mapas de distribución de especies de árboles modelados son parte de la plataforma. Se basan en tres escenarios climáticos diferentes (RCP 2.6, RCP 4.5 y RCP 8.5) definidos por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático.
Sin embargo, el principal foco del monitor de condición forestal UFZ se encuentra en los mapas de anomalías de condición forestal, cuantificados como valores entre -1 y 1. Por ejemplo, los valores superiores a 0 (representados dentro del visor de mapas en varios tonos de verde) indican un aumento del contenido de clorofila y agua o un aumento de follaje. Por lo tanto, representan una mejora en la condición forestal. Por el contrario, los valores inferiores a 0 (colores del amarillo al violeta oscuro) indican perturbaciones o daños. Los valores inferiores a -0,15 suelen estar relacionados con daños graves al bosque, causados por efectos de sequía extrema, vientos, incendios e infestaciones de insectos.
Los mapas muestran un aumento considerable de la superficie forestal dañada en Alemania central, como en la región de Harz, el bosque de Turingia, Sauerland o la Suiza sajona, especialmente después de 2018. Según el monitor de estado de los bosques de la UFZ, el 52% del bosque en general, y especialmente el 76% de las coníferas de la región de Harz, estaban gravemente dañados en 2022. En cambio, en 2017 solo el 9% del bosque y el 8% de las coníferas presentaban daños graves.
«El calor, la sequía y los insectos, así como su interacción, afectan negativamente al bosque y provocan daños posteriores, como caídas de árboles y un mayor riesgo de incendios», explica la investigadora de la UFZ Anne Reichmuth, describiendo las causas subyacentes. En particular, se vieron afectados los bosques de las regiones montañosas del centro de Alemania en las que se plantaron abetos después de 1945.
Sin embargo, también se producen pérdidas regionales significativas en pinos, hayas y robles. La creciente proliferación de insectos dañinos es un factor importante en el mal estado de las coníferas. Los árboles de hoja caduca se ven especialmente afectados por las llamadas enfermedades complejas que debilitan el sistema inmunológico de los árboles y, por lo tanto, su capacidad defensiva.
El monitor de la situación de los bosques de la UFZ también muestra cómo las regiones pueden verse afectadas en distintos grados por fenómenos climáticos extremos. Por ejemplo, el estado de los bosques en las cadenas montañosas de la Selva Negra y los Montes Metálicos no se ha deteriorado sustancialmente entre 2016 y 2022. El abeto común, que crece en la Selva Negra, está mejor adaptado al cambio climático que la pícea.
La sequía afectó también más al centro y noreste de Alemania, pero la región de Erzgebirge, en las zonas más altas, se vio menos afectada.
«El sistema de seguimiento del estado de los bosques de la UFZ tiene como objetivo principal transmitir conocimientos a las autoridades, como por ejemplo a las autoridades forestales estatales y a las autoridades de los parques nacionales», explica el doctor. Los mapas permiten mostrar de forma clara los cambios dinámicos en los ecosistemas forestales provocados por fenómenos climáticos extremos.
Más información: Maximilian Lange et al., Un índice continuo de anomalías de reflectancia específicas de especies arbóreas revela un deterioro de la condición de los bosques entre 2016 y 2022 en Alemania, Teledetección del medio ambiente (2024). DOI: 10.1016/j.rse.2024.114323
