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EDUARDO LÓPEZ SENESPLEDA

Directores: Otilio Sánchez Palomares y Rafael Alonso Ponce

Palencia - 2015

Autoecología Paramétrica de los Quejigares Españoles

PRELIMINARES Cómo es y dónde está la especie

Quercus faginea

1) Revisión del estado de los trabajos de autoecología

2) Definición del H.G. de la especie

3) Tipificación los suelos sobre los que vive la especie

4) Elaboración de APOTs de la especie

5) Validación de APOTs de la especie

6) Elaboración de un modelo de calidad de estación

C. III

Objetivos de la tesis

PRELIMINARES

Esquema metodológico

PRELIMINARES

CAPÍTULO I: Introducción

• Revisión bibliográfica sobre la especie

• Revisión sobre los trabajos de autoecología paramétrica

CAPÍTULO I

Material y métodos

CAPÍTULO I. Introducción: Material y métodos 7

Informe final del proyecto (2008)

Tesis (2015)

Síntesis Autoecología Paramétrica de Especies Forestales Españolas (2016)

• Estudios sobre la especie:

Botánica

Taxonomía

Ecología

Pastos

Repoblaciones

Fisiología

Selvicultura

Biomasa

Genética

Autoecología:

CAPÍTULO I

Resultados

CAPÍTULO I. Introducción: Resultados (1/5) 8

• Línea histórica de los estudios de autoecología paramétrica en España:

Año 1967 - 2016…. ¿?

Coníferas (9 + Pinares)

Frondosas + Hongos + Arbusto (9 + 2 + 1)

Resultados

CAPÍTULO I

ESPECIE AÑO AUTORES REGIÓN TIPO

Pinus pinaster Ait. (Pino resinero, negral, rodeno)

1967 (Nicolas y Gandullo, 1967) P. Ibérica L

Pinus sylvestris L. (Pino silvestre, pino albar)

1969 (Nicolas y Gandullo, 1969) P. Ibérica L

Pinus halepensis Mill. (Pino halepo, carrasco)

1972 (Gandullo et al., 1972) P. Ibérica L

Pinus radiata D. Don. (Pino insigne)

1974 (Gandullo et al., 1974) P. Ibérica L

2009 (Pérez Crespo et al., 2009) Castilla y León (O-NO) C

Pinus canariensis Chr. Sm. Ex DC in Buch (Pino canario)

1989 (Blanco et al., 1989) Canarias L

Pinus nigra Arn. (Pino laricio)

1985 (Elena Rosselló et al., 1985) P. Ibérica L

1990 (Sánchez Palomares et al., 1990) P. Ibérica L

1991 (Elena Rosselló y Sánchez Palomares, 1991) P. Ibérica L

1991 (Regato et al., 1991) P. Ibérica A

Pinares españoles 1994 (Gandullo y Sánchez Palomares, 1994) P. Ibérica L

Pinus uncinata Mill. (Pino moro, negro)

2005 2010

(Rubio y Sánchez-Palomares, 2005) (Mezquida et al., 2010)

Norte de P.Ibérica P. Ibérica

Juniperus thurifera L. (Sabina, enebro)

2008 2010

(Alonso Ponce, 2008) (Alonso Ponce et al., 2010c)

Castilla y León (O-NO) P. Ibérica

Pinus pinea L. (Pino piñonero)

2013 (Sánchez-Palomares et al., 2013) P. Ibérica L

C=Trabajo en Congreso; T=Tesis; A=Artículo; L=Libro o monografía

Castanea sativa Mill. (Castaño)

1993 (Rubio, 1993) Extremadura (O) T

1997 (Blanco et al., 1997) Navarra (N) C

1999 (Rubio et al., 1999) Cataluña (NE) A

2000 (Blanco et al., 2000) Galicia (NO) A

2002 (Gómez et al., 2002) Andalucía (S) A

2002 (Rubio et al., 2002) Castilla (C) A

2004 (Gandullo et al., 2004a) P. Ibérica L

Fagus sylvatica L. (Haya)

2001 (Elena et al., 2001) Cataluña (NE) A

2003 (Sánchez Palomares et al., 2003) Castilla y León (O-NO) A

2004 (Sánchez Palomares et al., 2004) P. Ibérica A

2004 (Gandullo et al., 2004b) P. Ibérica L

2006 (Rubio y Sánchez Palomares, 2006) Navarra (N) A

Quercus suber L. (Alcornoque)

1997 (Sánchez Palomares y Carretero, 1997) Andalucía (S) C

2001 (Sánchez Palomares et al., 2001) Extremadura (O) C

2004 (Jovellar, 2004) Castilla y León (O-NO) T

2005 (Sarmiento, 2005) Extremadura (O) T

Quercus faginea Lam. (Quejigo)

2006 (López-Senespleda y Sánchez-Palomares, 2006) Guadalajara (C) C

2008 (López-Senespleda y Sánchez Palomares, 2008) P. Ibérica I

Quercus pyrenaica Willd. (Rebollo, Melojo)

2005 (Díaz Maroto et al., 2005a) Galicia (NO) A 2006 (Sánchez Palomares et al., 2006) P. Ibérica I 2008 (Ruiz-Peinado et al., 2008) La Rioja (N) C 2008 (Sánchez Palomares et al., 2008) P. Ibérica L

Quercus ilex L. (Encina)

2007 2009 2012

(Sánchez Palomares et al. 2007) (Sánchez Palomares et al. 2009) (Sánchez-Palomares et al., 2012)

Centro de P. Ibérica P. Ibérica P. Ibérica

Quercus robur L. (Roble)

2005 (Díaz Maroto et al., 2005b) Galicia (NO) A

Quercus petraea Matt. (Liebl.) (Roble)

2006 (Díaz-Maroto et al., 2006) Galicia (NO) A

Prunus avium L. (Cerezo)

2001 (Cisneros y Sánchez Palomares, 2001) Castilla y León (O-NO) C

2004 (Cisneros, 2004) Castilla y León (O-NO) T

Cytisus oromediterraneus Rivas Mart. y al. (Piorno)

2009 (Ropero Hinojosa et al., 2009) Sistema Central (C) C

Tuber melanosporum Vittad. (Trufa negra)

2010 (Alonso Ponce et al., 2010a) Aragón (Teruel) A

Boletus edulis Bull. (Boleto) 2011 (Alonso Ponce et al., 2011) P. Ibérica A

C=Trabajo en Congreso; T=Tesis; A=Artículo; L=Libro o monografía; I=Informe

2007 2009 2012

CAPÍTULO II: Hábitat general de Q. faginea en la España Peninsular

¿A partir de qué datos se calcula el hábitat general paramétrico?

Parcelas muestreadas

Datos recogidos

Material y métodos

CAPÍTULO II

CAPÍTULO II. Hábitat General: Material y métodos (1/4) 14

Coordenadas UTM, altitud, pendiente y orientación

Parcela de 12,5 m de radio: ø y h de los árboles

8 árboles tipo Apeo de 1 o 2 árboles dominantes donde se extraen rodajas cada metro Apertura de calicata: diferenciación de horizontes (espesor, color,

pedregosidad, presencia de raíces, tránsito al hor. Inferior, estructura) y toma de muestras

PT PP PV PO PIN

TM TXC TNF OSC ETP

SUP DEF IH DSQ ISQ

¿A partir de qué datos se calcula el hábitat general paramétrico?

Parcelas muestreadas

Datos recogidos

Elaboración de parámetros

Fisiográficos Climáticos Edáficos

Material y métodos

CAPÍTULO II

Edafoclimáticos

ALT PND INS

TF ARE LIM ARC PER

HE CRA PHA PHK MO

MOS NS CNS CIN CAC

SF ETRM DRJ

Modelos Climáticos AEMET

Material y métodos

CAPÍTULO II

Gandullo y Sánchez-Palomares (Gandullo et al., 1974)

Alonso Ponce (2008)

Parámetros Ecológicos

Material y métodos: Esquema metodológico

CAPÍTULO II

Definición de HG

Calificación Cualitativa

Tipificación Edáfica

Análisis Multivariable

Comparativa del HG con el

de otras sp

Matrices de correlación

Análisis Factorial

CAPÍTULO II

CAPÍTULO II. Hábitat General 18

Definición de HG

de otras sp

Análisis Factorial

Resultados

CAPÍTULO II

Hábitat general

Fisiográfico Climático

19 CAPÍTULO II. Hábitat General: Resultados y discusión (1/17)

Piso bajo-montano y montano

Dos poblaciones

Transición entre el mediterráneo y el oceánico

Resultados

CAPÍTULO II

Templado-frío

Inviernos muy fríos

Veranos muy calurosos

Mediterráneo y continental (Tª)

Amplio rango de duración

Hábitat general

Fisiográfico Climático

Resultados

CAPÍTULO II

Amplio rango de tipos de suelos

Mediocre a buena

Hábitat general Edáfico

Suelos predominantemente francos o franco-arcillosos

Resultados

CAPÍTULO II

Amplio rango de pH

Muchos perfiles totalmente descarbonatados

Resultados

CAPÍTULO II

Libres de estrés o moderado

Buena y aceptable PPPN

CAPÍTULO II

Definición de HG

de otras sp

Análisis Factorial

• Tipificación edáfica

Resultados

CAPÍTULO II

Grupo Calific. Grupo I Nº Grupo Calific. Grupo I Nº

Alisol 2 (1,7 %)

Hiperálico 1 Kastanozem 2 (1,7 %)

Cálcico Lúvico 1

Léptico 1 Háplico 1

Calcisol 19 (16,2 %)

Háplico 9

Luvisol 28 (23,9 %)

Álbico 1

Hipercálcico 1 Estágnico 1

Hipercálcico Lúvico 1 Háplico 25

Hipocálcico Lúvico 1 Léptico 1

Léptico 1 Phaeozem 15 (12,8 %)

Háplico 11

Lúvico 6 Lúvico 4

Cambisol 32 (27,4 %)

Esquelético Dístrico 1

Regosol 15 (12,8 %)

Árico 1

Estágnico 2 Estágnico 2

Háplico 24 Háplico 8

Léptico 5 Léptico 4

Umbrisol 2 (1,7 %)

Cámbico 2 Leptosol 2 (1,7 %)

Hiperesquelético 2

• Tipificación edáfica

Resultados

CAPÍTULO II

Calificador de Nivel II (WRB, 2006)

Frecuencia de aparición (nº de suelos / %)

húmico 62 53,0 calcárico 53 45,3

esquelético 49 41,9 crómico 39 33,3 arcíllico 26 22,2

epidístrico 11 9,4 férrico 9 7,7

abrúptico 8 6,8 eútrico 4 3,4

hiperhúmico 3 2,6 dístrico 2 1,7

endoarcíllico 1 0,9 hiperdístrico 1 0,9

CAPÍTULO II

Definición de HG

de otras sp

Análisis Factorial

• Análisis correlación

Resultados

CAPÍTULO II

PO PIN PP TPV TETP TSUP DEF IH ISQ DSQ TTM TTNF TTXC OSC TIVERN

PT 0,98 0,96 0,98 0,71 -0,27 0,94 -0,70 0,99 -0,56 -0,75 -0,26 0,24 -0,57 -0,56 -0,40

PO 0,95 0,94 0,67 -0,22 0,92 -0,66 0,97 -0,50 -0,70 -0,21 0,22 -0,50 -0,49 -0,41

PIN 0,92 0,49 0,96 -0,49 0,93 -0,35 -0,56 0,33 -0,40 -0,46 -0,33

PP 0,70 -0,31 0,92 -0,71 0,97 -0,59 -0,77 -0,30 0,25 -0,63 -0,61 -0,35

TPV -0,67 0,51 -0,96 0,74 -0,87 -0,91 -0,64 -0,77 -0,60 -0,47

TETP 0,79 -0,38 0,74 0,62 0,99 0,55 0,68 0,30 0,34

TSUP -0,54 0,92 -0,43 -0,61 0,23 -0,44 -0,44 -0,39

DEF -0,75 0,92 0,93 0,76 0,86 0,64 0,48

IH -0,59 -0,77 -0,38 -0,61 -0,54 -0,43

ISQ 0,87 0,69 0,84 0,68 0,37

DSQ 0,59 0,84 0,70 0,42

TTM 0,61 0,63 0,23 0,35

TTNF -0,21 -0,61

TTXC 0,90 0,42

OSCX 0,32

• Análisis correlación

Resultados

CAPÍTULO II

PO PIN PP TPV TETP TSUP DEF IH ISQ DSQ TTM TTNF TTXC OSC TIVERN

PT 0,98 0,96 0,98 0,71 -0,27 0,94 -0,70 0,99 -0,56 -0,75 -0,26 0,24 -0,57 -0,56 -0,40

PO 0,95 0,94 0,67 -0,22 0,92 -0,66 0,97 -0,50 -0,70 -0,21 0,22 -0,50 -0,49 -0,41

PIN 0,92 0,49 0,96 -0,49 0,93 -0,35 -0,56 0,33 -0,40 -0,46 -0,33

PP 0,70 -0,31 0,92 -0,71 0,97 -0,59 -0,77 -0,30 0,25 -0,63 -0,61 -0,35

TPV -0,67 0,51 -0,96 0,74 -0,87 -0,91 -0,64 -0,77 -0,60 -0,47

TETP 0,79 -0,38 0,74 0,62 0,99 0,55 0,68 0,30 0,34

TSUP -0,54 0,92 -0,43 -0,61 0,23 -0,44 -0,44 -0,39

DEF -0,75 0,92 0,93 0,76 0,86 0,64 0,48

IH -0,59 -0,77 -0,38 -0,61 -0,54 -0,43

ISQ 0,87 0,69 0,84 0,68 0,37

DSQ 0,59 0,84 0,70 0,42

TTM 0,61 0,63 0,23 0,35

TTNF -0,21 -0,61

TTXC 0,90 0,42

OSCX 0,32

CAPÍTULO II

Definición de HG

de otras sp

Análisis Factorial

• Análisis factorial

Resultados

CAPÍTULO II

Régimen hídrico o de precipitaciones (Gradiente pluviométrico)

Estrés hídrico y <> rigurosidad del clima (Gradiente de estrés hídrico)

PARÁMETROS CLIMÁTICOS

(1er Plano factorial)

Resultados

CAPÍTULO II

Régimen hídrico o de precipitaciones (Gradiente pluviométrico)

Amplitud del parámetro oscilación térmica (Gradiente costa-interior)

PARÁMETROS CLIMÁTICOS

(2º Plano factorial)

Resultados

CAPÍTULO II

Capacidad del suelo para retener más agua (Gradiente suelo esponja)

Reacción del suelo (Gradiente reacción del suelo)

PARÁMETROS EDÁFICOS

(1er Plano factorial)

Resultados

CAPÍTULO II

Contenido en MO (Gradiente suelo despensa)

PARÁMETROS EDÁFICOS

(2º Plano factorial)

Reacción del suelo (Gradiente reacción del suelo)

CAPÍTULO II

Definición de HG

de otras sp

Análisis Factorial

• Comparativa de los hábitats generales

Resultados

CAPÍTULO II

Resultados

CAPÍTULO II

Resultados

CAPÍTULO II

CAPÍTULO III: Áreas potenciales fisiográfico-climáticas de Quercus faginea en la España Peninsular

• ¿Qué son las áreas potenciales de la especie? - Son la proyección geográfica del modelo de nicho que refleja la capacidad

del territorio de albergar a la especie.

• ModERFoRest (Modeling Environmental Requirements for Forest Restoration)

Material y métodos

CAPÍTULO III

41 CAPÍTULO III. Áreas Potenciales: Material y métodos (1/7)

Rafael Alonso Ponce, Eduardo López, Álvaro Calleja, Fernando Cavero, Gregorio Montero

• ¿Qué es ModERFoRest?

• MODERFOREST es una aplicación informática para la elección de especie y el origen de la semilla en la repoblación forestal.

• Difundida bajo licencia GPL3 (difusión gratuita).

• ¿Qué hace ModERFoRest? • 3 funciones - 1 núcleo

Material y métodos

CAPÍTULO III

Modelo de distribución de especies (SDM)

Adecuación de especies para la reforestación (SSER)

Similitud ecológica entre masas forestales (FSR)

• Módulo SDM

Material y métodos

CAPÍTULO III

• Módulo SDM

Material y métodos

CAPÍTULO III

• Algoritmos a emplear: Gandullo y Sánchez-Palomares

- Si 𝑥𝑖 = 𝑀𝑖 ⇒ 𝑝𝑖 = 1

- Si 𝑥𝑖 ∈ 𝑈𝐼𝑖 , 𝑈𝑆𝑖 ⇒ 𝑝𝑖 = 1 − 𝑀𝑖−𝑥𝑖

𝑈𝑆𝑖−𝑈𝐼𝑖

- Si 𝑥𝑖 ∈ [𝐿𝐼𝑖 , 𝑈𝐼𝑖) ⇒ 𝑝𝑖 = 𝑈𝑆𝑖−𝑀𝑖 · 𝑥𝑖−𝐿𝐼𝑖

𝑈𝑆𝑖−𝑈𝐼𝑖 · 𝑈𝐼𝑖−𝐿𝐼𝑖

- Si 𝑥𝑖 ∈ (𝑈𝑆𝑖 , 𝐿𝑆𝑖] ⇒ 𝑝𝑖 = 𝑀𝑖−𝑈𝐼𝑖 · 𝐿𝑆𝑖−𝑥𝑖

𝑈𝑆𝑖−𝑈𝐼𝑖 · 𝐿𝑆𝑖−𝑈𝑆𝑖

- Si 𝑥𝑖 ∉ 𝐿𝐼𝑖 , 𝐿𝑆𝑖 ⇒ 𝑝𝑖 = 0

Material y métodos

CAPÍTULO III

𝐹𝑃𝐼 =1

𝑁𝑃log 𝑝𝑖104

𝑁𝑃

𝑖=1

oProbabilidad de presencia

oDesviación típica, máximo y mínimo de la probabilidad

oCurva Boyce-Hirzel

o Test de Kolmogorov-Smirnoff

Material y métodos

CAPÍTULO III

Por defecto

Material y métodos

CAPÍTULO III

• Validación con la curva de Boyce-Hirzel (Hirzel et al., 2006)

API o FPI

Curvas ejemplo

API o FPI

Resultados y discusión

CAPÍTULO III

CAPÍTULO III. Áreas Potenciales: Resultados y discusión (1/5)

• Se ajusta el modelo de forma “manual”, sin ModERFoRest: Algoritmo FPI 15 réplicas de 1500 presencias cada una Submuestreo en datos de ajuste (1200) y de validación (300) Elaboración del modelo medio Desviación típica del modelo medio Validación con la generalización de la curva B-H y definición

de clases de potencialidad

CAPÍTULO III

Desviación típica del modelo medio

elaborado

CAPÍTULO III

Curva Boyce-Hirzel del modelo medio

elaborado

CAPÍTULO III

Modelo medio de Áreas Potenciales

CAPÍTULO III

Áreas Potenciales Significativas

Sensibilidad del modelo: 86 %

CAPÍTULO IV: Índice de calidad de estación de los quejigares españoles y su relación con parámetros del hábitat

• ¿Qué sentido tiene calcular un modelo de este tipo?

Permiten establecer un índice de calidad de estación

Inclusión de parámetros del medio en el modelo

Herramienta recomendada a considerar para la gestión adaptativa (Lindner et al., 2008)

Calidad de estación ∞ capacidad de regeneración (Serrada et al., 2008)

Introducción

CAPÍTULO IV

54 CAPÍTULO IV. Modelo de C. de estación: Introducción

55 CAPÍTULO IV. Modelo de C. de estación: Material y métodos (1/4)

Material y métodos

CAPÍTULO IV

• Esquema metodológico del C. IV

Material y métodos

CAPÍTULO IV

Serrada y San Miguel (2008)

• Depuración de los datos: problemática asociada

Material y métodos

CAPÍTULO IV

• Ecuaciones en Diferencias Algebraicas Generalizadas (GADA). (Cieszewski y Bailey, 2000)

• Método de Ajuste: ‹‹Dummy approach›› (Cieszewski y Bailey, 2000)

• Expansión de parámetros (Bravo-Oviedo et al., 2008)

• Ecuaciones de base: Richards-Chapman, Levakovic III, Hossfeld IV y Gompertz

• Corrección de la autocorrelación (modelo auto regresivo)

Material y métodos

CAPÍTULO IV V

• Análisis de los residuos: raíz del error cuadrático medio de los residuos y error medio

• Eficiencia del modelo

• Análisis gráfico de los modelos: curvas ajustadas frente a los análisis de tronco y gráficos de los residuos

• Análisis de tronco usados en el ajuste (n=81)

59 CAPÍTULO IV. Modelo de C. de estación: Resultados y discusión (1/4)

CAPÍTULO IV

Ecuación 8 𝜑0 = (1 − 𝑒−δ·𝑡0 )

Ecuación 9 𝑍0 = γ′ · 𝐿𝑛 𝜑0 − 𝐿𝑛(𝐻0)

Ecuación 10 𝑋0 = 0.5 · −𝑍0 + 𝑍𝑜2 − 4 · 𝐿𝑛(𝜑0)

Ecuación 11 𝐻 = 𝑒𝑋0 · 1 − 𝑒−𝛿 ·𝑡 𝛾 ′+1

CAPÍTULO IV

Modelo de Richards

• Modelo GADA

Ecuación 12 𝜑0 = (1 − 𝑒−0.003357 ·𝑝𝐻 ·𝑡0 )

Ecuación 13 𝑍0 = 1.687275 · 𝑃𝐼

(𝐸𝑇𝑃 + 1)· 𝐿𝑛 𝜑0 − 𝐿𝑛(𝐻0)

Ecuación 14 𝑋0 = 0.5 · −𝑍0 + 𝑍𝑜2 − 4 · 𝐿𝑛(𝜑0)

Ecuación 15 𝐻 = 𝑒𝑋0 · 1 − 𝑒−0.003357 ·𝑝𝐻 ·𝑡

1.687275 · 𝑃𝐼

(𝐸𝑇𝑃+1)+1

CAPÍTULO IV

Simulación de efectos del cambio climático

Modelo regional Holandés KNMI-RACMO22E Escenario de emisiones RCP4.5

CAPÍTULO IV

A partir del modelo GADA con parámetros climáticos

C. I HISTORIA

C. II H. GENERAL

C. III A. POTENCIALES

C. IV CALIDAD ESTACIÓN

AUTOECOLOGÍA PARAMÉTRICA de Q. faginea

Gestión adaptativa

Reforestación Puesta en valor de los recursos naturales de

una zona Fines científicos y exploratorios

Muchas gracias por su atención

Procedemos a la lectura de las conclusiones

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