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Simulaci'on y Modelos de Din'amica Forestal
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Aplicaciones de la simulaci'on en el area forestal
Clasificaci'on de los modelos de din'amica de bosques
Modelos Ecológicos
Modelos de Vegetación
Curso sobre Modelado Ambiental
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Aplicaciones de la Simulaci'on en el Area Forestal
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Las aplicaciones de la simulaci'on, como herramienta de estudio y gesti'on de los
recursos naturales y especificamente en el area forestal son m'ultiples: (citar fuentes)
- Monitoreo y predicci'on del crecimiento y rendimiento de los bosques
- Prevenci'on, comportamiento y extinci'on de incendios
- Evaluaci'on del impacto ambiental de/sobre los bosques
- Estudios de sucesi'on ecol'ogica
- An'alisis del impacto de perturbaciones: cambios clim'aticos, explotaciones,
contaminaci'on ambiental, etc
El uso de modelos de simulaci'on para el manejo de la espesura en plantaciones,
facilita plantear escenarios, evaluar posibles cursos de acci'on y establecer
prioridades en materia de investigaci'on y recursos. (citar fuente)
El desarrollo de modelos tambi'en facilita el an'alisis econ'omico y permite evaluar un
n'umero elevado de alternativas de tratamiento y permite hacer proyecciones que puedan
fundamentar decisiones de manejo forestal. (citar) Mas concretamente, la principal
razon para el uso de la simulaci'on en estos estudios es la de aprovechar una
herramienta que permite predecir el comportamiento del bosque, tomando en cuenta las
variables mas importantes que inciden en la din'amica de la masa forestal.
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Clasificaci'on de los Modelos de Din'amica de Bosques
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Modelos Ecológicos
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A continuación una breve reseña de los modelos de crecimiento
poblacional mas importantes durante el siglo XX [de Botkin (1993) ].
- Modelo Exponencial: poblaci'on crece segun
incremento porcentual constante por unidad de tiempo.
- Modelo Logistico: añade al anterior el hecho
de que el crecimiento debe estar limitado por la competencia entre los miembros de una
poblaci'on debido a la escasez de recursos (disponibles a una tasa fija).
- Ecuaciones de Lotka-Volterra: las ecuaciones de
este modelo expresan las interacciones entre la presa y el depredador, comenzando con
un crecimiento exponencial de la presa, cuya tasa de crecimiento es reducida por la
interacci'on con su depredador. El depredador en contraste, decrece exponencialmente al
haber ausencia de presa y crece acorde con la interacci'on de las dos especies.
Estos modelos presentan evidentes limitaciones que enumeramos resumidamente a
continuaci'on:
- Los modelos son demasiado simples.
- Ignoran condiciones ambientales y variaciones estocasticas de los eventos en
el tiempo.
- Estos modelos asumen que los eventos son continuos, y no, discretos;
determin'isticos y no, estoc'asticos.
- asumen que el tamaño y las tasas de nacimiento y muerte son suficiente
descripci'on para una poblaci'on.
Segun Botkin, hace falta una teor'ia que sea desarrollada directamente de un
entendimiento de la historia natural, a partir de una gran abundancia de observaciones
acerca de ecosistemas y del creciente entendimiento de los efectos del medio ambiente
en los procesos fisiol'ogicos y ecol'ogicos.
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Modelos de Vegetación
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Los principales tipos de modelos de vegetaci'on surgidos de en los años 60
se pueden agrupar en las siguientes l'ineas de investigaci'on:
Modelos Globales Simples
Modelos de an'alisis de sistemas
Modelos de situaci'on est'atica
Modelos de din'amica de poblaci'on simple
Modelos biof'isicos
Modelos fisiol'ogicos

Seguidamente enumeraremos las caracter'isticas principales de cada uno de estos
modelos:
Modelos Globales Simples:
- Estos modelos fueron los primeros intentos en la investigaci'on del ciclo del
global del carbon y del papel de la vegetaci'on en este ciclo.
- La vegetaci'on es representada en forma sencilla (una o dos cajas conectadas
por pocas lineas de flujo hacia la atmosfera y el suelo.
- El estado de la flora y de la fauna del suelo (biota) es simplemente el
contenido del carbon.
- Los 'unicos flujos considerados son los relacionados con la atmosfera.
- Los cambios en los depositos de carbon son calculados como funciones no
lineales de contenido de carbon en la biota y la atmosfera.
- El proposito del modelo es considerar el destino posible del dioxido de
carbono emitido hacia la atmosfera.
- No trata todos los detalles de los procesos ecol'ogicos o de vegetaci'on.
- Caracterizaci'on de la biota similar al modelo Lotka-Volterra
(estado de la biota = cantidad escalar)
Modelos de An'alisis de Sistemas:
- Los fenomenos se describen por medio de casillas y flechas.
Casillas = almacenamiento variable de interes
Flechas = flujo entre compartimientos de almacenamiento
- Se ayudaban de las computadoras anal'ogicas (modelo f'isico electr'onico del
sistema)
- Contaban con desarrollo de metodos matem'aticos anal'iticos para la soluci'on de
problemas lineales.
- Estos m'etodos ayudaban con las complejidades ecol'ogicas involucradas
- Las matem'aticas de los an'alisis de sistemas son similares al
c'alculo diferencial de los modelos de poblaci'on anteriores (mismas limitaciones)
- Soluciones no se extendian m'as alla de los sistemas lineales (los sistemas
ecol'ogicos reales son en alto grado no lineales).
- Ayudaron en la maduraci'on de ideas en la ecolog'ia de ecosistemas.Ayudaron a ec'ologos a considerar caracter'isticas de estabilidad de los
sistemas ecol'ogicos.
- Se usan hoy en el an'alisis de ciclos qu'imicos y en ecosistemas
particulares.
Modelos Est'aticos:
- Desarrollados para combinar el cambio de energ'ia con el cambio de agua y el
dioxido de carbono (en la fotos'intesis y la respiraci'on), considerando a la
vegetaci'on (arboles) como estructuras fijas en el tiempo y en el espacio.
- Ayudaron en la proyecci'on de requerimientos de riego y limites de
producci'on
- Consideraron posibles efectos sobre la producci'on primaria de la concentraci'on
de dioxido de carbono en el aire, cerca de la vegetaci'on.
- Modelos recientes de rodales de vegetaci'on han sido mejorados para incorporar
el balance total de agua y la tasa de transpiraci'on de los arboles.
Los modelos anteriores han tenido usos muy espec'ificos; ninguno de ellos proporciona
proyecciones a largo plazo de cambios en el tiempo (no se consideran procesos
din'amicos como las sucesiones ecol'ogicas).
Modelos Simples de Poblaci'on:
- Modelos dominantes en las primeras teor'ias ecol'ogicas (trabajo se
concentr'o en poblaciones de animales).
- Se definen tasas de nacimiento, crecimiento y muerte invariantes en el tiempo
(cantidades escalares).
- Para algunas variables se usa el c'alculo diferencial o el algebra matricial
(edad, sexo, etc).
- Modelos determin'isticos.
- Modelos estan limitados en situaciones est'aticas.
Modelos Biof'isicos:
- Consideran hojas y plantas individuales.
- Consideran intercambio de energ'ia entre vegetaci'on y medio ambiente.
- Se basan en el entendimiento de las causas y efectos del intercambio de
energ'ia entre la superficie y la atmosfera, y en el intercambio de dioxido de carbono
y agua durante los procesos de crecimiento y respiraci'on de la vegetaci'on.
- Se ha tomado en cuenta en el desarrollo de los modelos biof'isicos, las
adaptaciones evolutivas de la estructura de la hoja, la morfolog'ia, los pigmentos,
la energ'ia y las condiciones de agua dentro de las cuales puede persistir un individuo
[Gates 1980].
- Algunos aplican los principios de los modelos biof'isicos, pero estos se
aplican a escalas mucho menores (a un individuo o a un componente de un individuo
- una hoja por ejemplo).
- Se pueden aplicar a situaciones donde un organismo no esta fijo en el tiempo
ni en el espacio.
- Dan respuesta a situaciones de intercambio de energia vegetacion -> medio
ambiente sin la variable tiempo.
- Ejemplo: Modelo JABOWA (Janak y Botkin)

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