Crean un simulador forestal en 3D para predecir el cambio climático

El cambio climático está provocando sequías cada vez más frecuentes y temperaturas más altas. Sin embargo, es difícil determinar qué efecto tendrán estos factores sobre los bosques y su capacidad de recuperarse de perturbaciones como los incendios forestales o la tala indiscriminada.

Se calcula que un bosque puede tardar 1.000 años en crecer. Pero Nikolay Strigul, profesor de Matemáticas y Estadística en la Universidad Estatal de Washington (WSU) en Vancouver, Estados Unidos, puede crear uno en tres semanas. Junto a Jean Lienard, postdoctorado en Matemáticas, ha desarrollado la primera simulación por ordenador que permite el crecimiento de raíces, ramas y hojas de árboles para componer un bosque de lo más realista.

Bautizada como LES, con ella tratan de determinar cómo la sequía, el calor del verano, los incendios forestales más frecuentes y otros cambios relacionados con el clima pueden afectar a los bosques. De momento, ya han utilizado el modelo informático para predecir la correlación entre el incremento del riesgo de incendios y el crecimiento vegetal en bosques frondosos de Quebec, en Canadá, debido al aumento de los niveles de CO2 y a temperaturas más altas.

Aunque de momento han centrado su estudio en parajes de América del Norte, según dan cuenta en su publicación en la nueva edición de Royal Society Open Science, el objetivo es que el simulador se convierta en una herramienta útil para que administraciones y órganos forestales creen representaciones en 3D de sus propios bosques y simulen su situación con el paso de los años.

Bases de datos y drones

La WSU detalla en un comunicado que LES utiliza los últimos avances en potencia de cálculo para formar parcelas arboladas de 100x100 metros con ejemplares resistentes a la sequía y a la sombra, aunque se pueden ir ampliando hasta reproducir el tamaño real del bosque. A diferencia de modelos anteriores, su particularidad es que permite crear complejas estructuras de raíces y follaje para cada árbol, en lugar de desarrollar solo una de ellas.

Así, bajo tierra las raíces compiten por los recursos hídricos existentes en cada píxel del modelo, mientras en la superficie cada hoja pugna por la luz del sol de forma similar. Con el tiempo, las copas de los árboles cambian de forma para exponer sus hojas a más luz solar.

Los investigadores utilizan una combinación de información procedente del Programa de Análisis e Inventario Forestal del Departamento de Agricultura de EEUU y de otras bases de datos forestales, a lo que se suma el reconocimiento aéreo a través de drones para personalizar el modelo de cada bosque en particular.

El escaneo les permite tomar fotografías y reunir otra información valiosa que utilizan para desarrollar modelos 3D con distribuciones de espacio y características ecológicas reales. Un método que puede adaptarse prácticamente a cualquier bosque.

Abordar la recuperación

Hasta ahora, los científicos saben relativamente poco acerca de los mecanismos que conducen a la recuperación del bosque. Documentar el proceso puede tomar varias décadas e involucra el estudio de árboles con diversas características fisiológicas que compiten por los recursos en áreas grandes y ecológicamente variadas.

Strigul y Lienard planean usar LES para ayudar a los gestores forestales a determinar qué especies de árboles y otros factores ecológicos son necesarios para la reforestación tras un incendio u otro infortunio.

"El temor es que las condiciones más secas en el futuro impidan el crecimiento de bosques en lugares como Washington, sobre todo después de un incendio. Esto podría provocar que zonas que ahora son ampliamente boscosas acaben convertidas en desierto”, lamenta Strigul.

Para tratar de evitarlo, el simulador ayudar a predecir si un paraje está en riesgo de desertificación u otros procesos relacionados con el cambio climático, al tiempo que trata de identificar qué se puede hacer para conservar estos sistemas.