Modelling the potential carbon storage capacity of forests dominated by Pinus sylvestris across European ecological zones

Resumen Técnico: Modelización de la Capacidad Potencial de Almacenamiento de Carbono de los Bosques de Pinus sylvestris

Planteamiento del Problema
Evaluar con precisión la capacidad máxima de los bosques para almacenar carbono en ausencia de perturbaciones —definida como Capacidad Potencial de Almacenamiento de Carbono (CPAC/PCSC)— es crítico para las Contabilizaciones Nacionales de Gases de Efecto Invernadero (CNGEI) y para una gestión forestal eficaz. Las metodologías actuales suelen basarse en la Capacidad de Carga de Carbono (CCC), definida por los bosques primarios, lo que puede dar lugar a comparaciones poco realistas cuando los bosques gestionados en sitios fértiles superan a los bosques intactos debido a la selección histórica de sitios o a la supresión de perturbaciones. Además, los enfoques actuales de cambio de stock de biomasa utilizados en las CNGEI requieren múltiples mediciones a lo largo del tiempo, lo que limita su utilidad cuando solo se dispone de datos de un único punto temporal. Existe la necesidad de un marco de referencia dependiente de la calidad del sitio que permita estimaciones comparables de Carbono Sobre el Suelo (CSS/AGC) a través de diversas zonas ecológicas europeas, permitiendo la evaluación de las pérdidas de stock de carbono, las ganancias potenciales y los beneficios de mitigación con respecto a un máximo teórico.

Metodología
El estudio se centró en Pinus sylvestris L., la especie conífera más extendida en Europa, utilizando un conjunto de datos que comprende 34.948 mediciones de parcelas de Inventarios Forestales Nacionales (IFN) de nueve países (República Checa, Francia, Alemania, Italia, Noruega, Eslovaquia, España, Suecia, Suiza) y dos casos de estudio específicos: bosques de crecimiento antiguo en Letonia y ensayos de aclaras gestionadas en España.

1. Cuantificación de la Calidad del Sitio: Los autores emplearon el índice de Forma de Sitio (SF), definido como la altura dominante ($H_0$) en un diámetro dominante de referencia ($D_{0ref}$). A diferencia del Índice de Sitio tradicional (basado en la edad), el SF es independiente de la edad, lo que lo hace adecuado para los IFN donde los datos de edad suelen ser inexistentes o poco fiables.
2. Ajuste del Modelo (SF): Utilizando el Enfoque de Diferencia Algebraica Generalizada (GADA) con una ecuación base de Bertalanffy-Richards, los autores ajustaron curvas dinámicas para modelar las trayectorias de altura dominante. El modelo incorporó variables ficticias (dummy variables) para dar cuenta de las diferencias entre las Zonas Ecológicas Globales (ZEG): Boreal, Subtropical y Templada. Se seleccionó un diámetro dominante de referencia de 32 cm como el predictor óptimo.
3. Estimación de la CPAC (PCSC): La relación entre el CSS (Mg C ha⁻¹) y el SF (m) se modeló mediante una metodología de curva guía. Se ajustaron parámetros asintóticos distintos para diferentes ZEG para definir el límite superior teórico de almacenamiento de carbono. Los modelos fueron validados mediante validación cruzada y análisis de residuos.
4. Casos de Estudio: El marco se aplicó a:
   • Letonia: 31 masas de crecimiento antiguo (86 parcelas) para evaluar si los bosques naturales alcanzan la CPAC.
   • España: 10 ensayos de aclaras con distintas intensidades (control, ligera, moderada, intensa) para evaluar el impacto de la gestión sobre el CSS en relación con la CPAC.

Resultados Clave

• Modelización de la Forma de Sitio: El modelo GADA con variables ficticias para las ZEG demostró una alta robustez ($R^2 = 0.999$, RMSE = 0.193 m), confirmando que el SF es un proxy efectivo de la productividad del sitio a través del gradiente latitudinal (37° N – 70° N).
• Curvas de CPAC: Se generaron curvas de CPAC distintas para cada ZEG. Los resultados indican que la CPAC aumenta con la calidad del sitio (SF). Los bosques coníferos boreales exhibieron valores de CPAC inferiores en comparación con las zonas templadas y subtropicales, que mostraron potenciales de stock de carbono similares.
• Hallazgos de los Casos de Estudio:
  • Bosques de crecimiento antiguo (Letonia): Aunque algunas parcelas se aproximaron a la CPAC, se observó una variabilidad significativa. El estudio concluyó que el estatus de "crecimiento antiguo" por sí solo no garantiza que una masa haya alcanzado su máximo potencial de almacenamiento de carbono; la CPAC sirve mejor como un límite de referencia para estimar la intensidad de los regímenes de perturbación natural.
  • Bosques gestionados (España): El CSS disminuyó con el aumento de la intensidad de la aclara (Control > Ligera > Moderada > Intensa). Sin embargo, el estudio señaló que la "regla de la meseta" sugiere que, a lo largo de una rotación completa, la suma del stock en pie y la madera extraída en las parcelas aclaradas puede ser igual al stock en pie de las parcelas no gestionadas, aunque el tiempo del stock máximo difiere.
• Rendimiento del Modelo: El modelo de CPAC alcanzó un $R^2$ de 0.578 con un RMSE de 45.336 Mg C ha⁻¹. Los autores reconocen que el modelo se centra en el carbono sobre el suelo y excluye el carbono subterráneo y la biomasa muerta, que pueden constituir una parte significativa del carbono total, particularmente en sistemas de crecimiento antiguo.

Significancia y Reivindicaciones
El artículo postula que establecer una línea de base de CPAC basada en la calidad del sitio ofrece una solución de contabilidad complementaria a los métodos actuales de las CNGEI. Los autores afirman que este marco es significativo por tres razones principales:

1. Evaluación de Pérdidas: Permite la evaluación consistente de las pérdidas pasadas de stock de carbono debidas a perturbaciones humanas y naturales al comparar los stocks actuales contra un máximo teórico específico del sitio.
2. Predicción de Ganancias: Facilita la predicción de las posibles ganancias de stock de carbono alcanzables mediante cambios en las prácticas de gestión forestal.
3. Evaluación de Mitigación: Permite la evaluación de los beneficios de mitigación perdidos cuando los bosques se gestionan con reservas de carbono por debajo de su capacidad máxima.

El estudio enfatiza que este enfoque es particularmente relevante para la silvicultura de cobertura continua (CCF) y los sistemas no gestionados donde el máximo potencial de carbono no está definido por la edad de rotación. Se alinea con marcos internacionales como el Acuerdo de París y la Estrategia Forestal de la UE al proporcionar un mecanismo para "conservar y mejorar" los sumideros de carbono. Sin embargo, los autores mantienen la cautela, señalando que, si bien promover la CPAC es una estrategia de mitigación, puede entrar en conflicto con las estrategias de adaptación (por ejemplo, reducir la densidad para la resiliencia ante la sequía) y que la metodología requiere una aplicación cuidadosa para evitar la sobreestimación del potencial en bosques perturbados o de baja naturalidad. El estudio concluye que, aunque la metodología se ha desarrollado para P. sylvestris, el marco tiene potencial de aplicabilidad a otros tipos de bosques.