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Modelo matemático predice las máximas alturas que pueden alcanzar los árboles

4 de agosto de 2011

Camino forestal en el Parque Nacional Yosemite
Los investigadores esperan que el modelo ayude a que los ecólogos mejoren su conocimiento de los ecosistemas forestales.

Científicos han desarrollado un modelo matemático que predice la máxima altura que pueden alcanzar los árboles en condiciones ambientales particulares.

Esperan que su modelo ayudará a que los ecólogos tengan una mejor comprensión de las relaciones entre los árboles y el ecosistema circundante.

La herramienta también podría ayudar a los que establecen políticas a calcular cómo los cambios climáticos podrían afectar las producciones de madera, agregaron.

El hallazgo ha sido publicado en la revista Plos ONE.

"El objetivo real del modelo fue producir algo que se basara en los mecanismos fundamentales", explicó el co-autor Chris Kempes, investigador del Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

"Esto significa mirar a la física básica que afecta a un árbol, tales como el flujo interno de fluidos y la estructura de la copa", dijo. "Realmente deseábamos algo que se basara en esos mecanismos al mismo tiempo que fuera, conceptualmente, relativamente simple".

Dijo que las ramas de los árboles formaban un fractal, lo que significaba que si se separaba una rama y luego se agrandaba, se asemejaría a un árbol completo.

"Si uno deduce esta estructura en red correctamente, entonces la puede usar para predecir como las cosas cambia con el tamaño", agregó.

A partir de este marco, el equipo entonces incorporó datos meteorológicos locales, tales como precipitación y temperaturas anuales media, para permitirles predecir la máxima altura de los árboles en la zona.

Mirando un árbol desde abajo
El modelo se basa en un "árbol generalizado" y no toma en cuenta características de una especie en particular.

Cuando se comparaba con los datos oficiales recogidos por el Servicio Forestal de Estados Unidos, el equipo encontró que sus predicciones se ajustaban estrechamente con las mediciones reales.

Algo que es interesante es que el modelo se basó en un árbol "idealizado" - uno que fue diseñada para representar a todas las especies arbóreas, y que no estaba adaptado para reflejar el tipo de árbol que se esta usando en el modelo.

"Si estamos haciendo una predicción en el Noroeste [de Estados Unidos], donde hay mucha lluvia y árboles muy altos, o si estamos haciendo una predicción en el Suroeste, realmente no cambiamos el modelo en términos de características de las especies", dijo Kempes. "Nuestro 'árbol de prueba' que usamos para hacer estas predicciones permanece el mismo a través de los ambientes".

El equipo también usó el modelo para ver qué sucedería a las máximas alturas de los árboles si había un cambio en la temperatura anual promedio en toda la nación.

Encontraron que un aumento de 2 °C resultaba en que la altura máxima promedio de los árboles disminuyera 11%, mientras que una disminución de 2 °C en la temperatura promedio nacional determinaba un aumento de 13% en la altura máxima calculada de los árboles.

Kempes hizo la observación de que esta clase predicción podría ser útil para los que dictaminan políticas que desearan saber que clase de impacto podrían tener los cambios climáticos sobre los bosques del país.

"[El modelo] podría ayudar a informar a cualquier número de políticas en términos de cuanto podría esperarse que cambien las producciones de madera", dijo.

Agregó que es muy probable que el modelo funcione en otras regiones del mundo y no solamente en los Estados Unidos.

El equipo espera desarrollar el modelo de manera que les permita predecir la altura potencial de especies arbóreas específicas.

"Si uno toma un árbol de junípero realmente pequeños que vive en el desiero y lo pone en el Noroeste, crecerá quizás cuatro veces más pero no crecerá a la altura de una secuoya. Esto es en lo que toda ecología está interesada: ¿cuánto de nuestra existencia está determinada por el ambiente y cuánto por su genética?"

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