Zaawansowane narzędzia obliczeniowe ujawniają istotne strategie gospodarki leśnej
Zmiany klimatyczne spowodowane przez człowieka są znacznie szybsze niż tempo adaptacji gatunków drzew. W rezultacie w nadchodzących dziesięcioleciach spodziewane są drastyczne zmiany w lasach, nie tylko ze względu na ocieplenie klimatu, ale także związane z nim nasilające się naturalne zakłócenia. Wiele badań koncentrowało się wyłącznie na wpływie zmieniającego się klimatu, ale nagłe zmiany często występują z powodu naturalnych zakłóceń i wpływu użytkowania gruntów. Przy wsparciu programu działania „Maria Skłodowska-Curie” (MSCA) i pod nadzorem Ericha Tassera z Eurac Research, w projekcie REINFORCE wykorzystano przestrzenne modele lasów w celu zintegrowania wszystkich tych czynników.
Dynamiczne modelowanie krajobrazu, analiza różnorodności funkcjonalnej i analiza sieciowa
Marco Mina, stypendysta MSCA, również z Eurac Research, wykorzystał narzędzia matematyczne do zrozumienia dynamicznych zmian w lasach w odpowiedzi na zmiany w ich środowisku. Dynamiczne modele krajobrazu symulują procesy ekologiczne w czasie, rejestrując zmiany w przestrzeni w skali krajobrazu. „Są one najbardziej obiecujące, jeśli chodzi o dostarczanie odpornych prognoz na przyszłość charakteryzującą się zmianami środowiskowymi” — zauważa Mina. Analiza różnorodności funkcjonalnej i analiza sieciowa to stosunkowo nowe koncepcje w nauce o lasach. Jak wyjaśnia Mina: „zasugerowano, że wskaźniki oparte na cechach funkcjonalnych gatunków i łączności sieci mogą być przydatne jako wskaźniki odporności ekologicznej. Innymi słowy, im bardziej zróżnicowany jest las pod względem cech funkcjonalnych występujących w nim gatunków, tym bardziej może on być w stanie poradzić sobie z naturalnymi zakłóceniami i dostosować się do zmian”.
Eksperymenty symulacyjne w zróżnicowanych drzewostanach
Wykorzystując dane z dużego krajobrazu w Ameryce Północnej, Mina porównał alternatywne strategie gospodarki leśnej, w tym jedną opartą na zasadach dywersyfikacji funkcjonalnej i analizie sieci. „Wykazaliśmy, że przyjęcie perspektywy o skali krajobrazu poprzez strategiczne planowanie interwencji w przestrzeni w celu dywersyfikacji lasów jest obiecujące dla zwiększenia odporności ekologicznej w obliczu nieoczekiwanych czynników stresogennych związanych z globalnymi zmianami" — wyjaśnia Mina. Ponadto „wykorzystaliśmy również dynamiczne modele lasów do zbadania usług ekosystemowych świadczonych przez lasy we włoskich Alpach. Uzyskaliśmy ważne wyniki, których nie spodziewaliśmy się, rozpoczynając ten projekt, a ja mogłem poszerzyć swój obszar specjalizacji” — zauważa Mina. Na przykład, jedno badanie symulacyjne koncentrujące się na lasach ochronnych (znajdujących się na stromym terenie, które chronią przed zagrożeniami naturalnymi) ujawniło inny wpływ zmian klimatu na lasy górskie i subalpejskie. A to podkreśla potrzebę modeli w skali lokalnej na złożonych topograficznie terytoriach, takich jak Alpy.
Dynamiczny rozwój — ekosystem modelowania lasu
„Do niedawna różnorodność biologiczna była uważana za jedną z wielu usług ekosystemowych świadczonych przez lasy. Obecnie jest uznawana za podstawę odporności lasów i ich zdolności adaptacyjnych. Bardziej zróżnicowany funkcjonalnie las jest bardziej odporny, a tym samym ma większą zdolność do zachowania sekwestracji dwutlenku węgla. Moją misją jest zaproponowanie strategii gospodarki leśnej, które mogłyby zoptymalizować zarówno bioróżnorodność, jak i produktywność” — wyjaśnia Mina. Misja ta trwa nadal i dołączają do niej kolejne osoby. Mina będzie kontynuował działania w ramach projektu REINFORCE jako starszy badacz w Instytucie Środowiska Alpejskiego w Eurac Research oraz poprzez współpracę z innymi europejskimi i międzynarodowymi projektami. Dynamiczne modele i dane wykorzystywane w REINFORCE są publicznie dostępne, wspierając społeczność modelowania ekologicznego jako zespół, który może przyczynić się do ochrony różnorodności biologicznej i zwiększenia odporności lasów na obecne i przyszłe zagrożenia.
Słowa kluczowe
REINFORCE, las, analiza sieci, bioróżnorodność, dynamiczny krajobraz, ekosystem, odporność lasów, analiza różnorodności funkcjonalnej, zmiany klimatu, gospodarka leśna, modele lasów
