Canvis recents en els estocs i els fluxos de carboni als boscos espanyols y Jordi Vayreda
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Introducci贸 El cicle del carboni alsC/any 1990s. Unitatst C/any) PgC or PgC/any Fluxos de carboni en Gg (milions Dels 25 Estats membres de la UE
Houghton Luyssaert2007. et al 2010 VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Introducció Canvis relatius de la disponibilitat d’aigua a gran escala (%) per al període 20902099, respecte del període de referència 1980-1990.
IPCC 2007 VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Introducció Canvis en la biomassa de 55 boscos de clima temperat (est EEUU) durant 22 anys. El creixement per sobre dels valors esperats s’ha atribuit a l’augment en la [CO2] i l’augment de la Tª (allargament del període vegetatiu).
Mc Mahon et al, 2010 VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Introducció Reducció de la producció primària neta respecte els valors habituals (període de referència mitjana 1998-2002) ocasionada per la onada de calor i sequera del 2003 Onada de calor Augment de la Tª
Sequera extrema Disminució de la P
Reducció de la NPP
Ciais et al 2005 VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Introducció
Alle en et al 2 2010
Episodis de sequera i escalfament han estat identificats a moltes parts del Món com a principals causants de mortalitat (estrès hídric) fins i tot en llocs on l’aigua l aigua no és el principal factor limitant
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Introducci贸 Principals embornals de C dels diferents sectors forestals Europeus des de 1950 a 1999 Valors negatius indiquen font de C
Nabuurs et al, 2003. VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Introducció • Possible efecte sinèrgic g entre l’abandonament de la gestió i l’escalfament i/o la sequera q ((augment g de la competència p p pels recursos). ↑ estrès t è híd hídric! i ! • Aquestes efectes poden ser especialment dramàtics a la conca mediterrània on l’aigua és el factor limitant principal per la vegetació.
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Introducció Espanya és un lloc idoni per estudiar els efectes del canvi global perquè: 1. Clima mediterrani estius secs i calorosos 2 Gradient climàtic nord-sud 2. nord sud i oest/est molt acusat gradient de disponibilitat hídrica 3. Importants p i recents episodis p meteorològics g extrems 4. Espècies eurosiberianes al límit de la seva àrea de distribució 5. Espècies mediterrànies “adaptades” a l’estrès hídric 6 Abandonament 6. Ab d d lla gestió de ió en les l d darreres dècades (actualment un 24% de la producció)
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Objectiu principal • Quins són els principals factors que determinen els fluxos de carboni balanç del carboni = creixement - mortalitat. –P Principals i i l diferències dif è i entre t grups funcionals f i l (coníferes / caducifolis / esclerofil·les)
• Quin paper han jugat la gestió (aprofitaments) i els l canvis i recents t de d lla temperatura t t (escalfament), la precipitació (sequera)? –P Principals i i l diferències dif è i entre t grups funcionals f i l (coníferes / caducifolis / esclerofil·les) VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Altres objectius (possibles interaccions) • L’escalfament i/o la sequera afecten de p y humida i manera diferents l’Espanya l’Espanya seca? – Principals diferències entre grups funcionals (coníferes / caducifolis / esclerofil·les)
• Els boscos gestionats han patit més, o menys els efectes de l’escalfament l escalfament i/o la sequera? – Principals diferències entre grups funcionals (coníferes / caducifolis / esclerofil·les) VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Fonts d’informació • Xarxa de parcel·les parcel les permanents: IFN2 (MIMAM, 1986-1996)i IFN3 (MARM, 1997- 2008) – Només parcel·les amb mortalitat “natural” NO associada a fenòmens catastròfics (foc (foc, tempestes tempestes, nevades nevades...))
• Mostreig peu a peu (DN > 7.5 cm) de cada parcel·la càlcul del C aeri i subterrani de: – – – –
Peus “nous” incorporats (creixement) Peus eus supervivents supe e ts (creixement), (c e e e t), d diferència e è cae entre t e l’IFN3 3 i l’IFN2 Peus morts (mortalitat) Peus “desapareguts” (aprofitaments)
• Suma dels arbres de cada tipus dividit pel temps transcorregut entre inventaris: taxes anuals (t C/ha/any): taxes t d creixement de i t taxes de mortalitat balanç de carboni VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Reducció del nombre de variables explicatives mitjançant un PCA Dades d’estructura i q qualitat del lloc Parcel·les IFN3 (1997-2008)
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Fonts d’informació • Dades climàtiques q mitjanes mensuals 200x200 m, Atles climàtic de la P í Península l Ibèrica Ibè i (Ninyerola et al.)
patró espacial del clima (50 anys) VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Reducció del nombre de variables explicatives mitjançant un PCA
Patró climàtic (disponibilitat hídrica) 15% p Superàvit
hídric
85% Dèficit hídric
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Fonts d’informació • Dades meteorològiques mensuals i per anys a 0.5x0.5 g graus resolució espacial, (Matsuura Willmott, 2009) patró temporal dels canvis recents de la t temperatura t i la l precipitació i it ió • Canvis relatius de precipitació i temperatura Tª IFN2-IFN3 – Tª 30 anys anteriors Tª 30 anys anteriors
Nota: ota només o és e els s 6 mesos esos de març a ç a agost ( ~ període vegetatiu)
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Canvis climàtics relatius (%) (mitjana del període entre IFN) Període de l’anyy de març ç a agost g ((~ p període vegetatiu) g ) Temperatura: 1ºC
Precipitació: ↓6% -19 mm 0 5% 0-5%
1.9ºC (10%) 1.4ºC (7-10%) 1ºC (3-7%)
5-10% 10-15% < 15%
0.5ºC (< 3%) Cel·les de resolució ½ x ½ grau (Center for Climatic Research University of Delaware, Matsuura and Willmott 2009 ) VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
PCA1 (eix1) Stock de C + Pedregos. + H dom
PCA2 (eix1)
Qualitat del lloc
Dens. peus + DN mitjà
Precipitació + Ta Coef. Var. Prec i Tª
Disponibilitat hídrica x Tendències recents de Tª T i Precipitació
PCA1 (eix2) Desenvolupament del bosc
Creixement & Mortalitat Balanç de carboni
Canvis recents Tendències recents de Tª T i Precipitació VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Canvis recents Gestió G tió forestal f t l (Sí/No) x Tendències recents de Tª i Precipitació
Patró geogràfic del balanç de carboni (Mg C/ha/any)
Els b El boscos espanyols l h han actuat t t d’ d’embornals b l d de carboni des de la darrera dècada del segle XX fins a la primera del segle XXI: • Creixement: • Mortalitat: • Aprofitaments:
+1.6 ± 0.008 t C/ha/any (100%) - 0.1 ± 0.002 t C/ha/any (7%) - 0.4 ± 0.007 t C/ha/any (24%) -----------------------------------------+1.1 ± 0.009 t C/ha/any (69%) C balance (Mg C/ha/yr) [-1 0 -0.5) [-1.0, -0 5) [-0.5, 0.0) [0.0, 0.5) [0.5, 1.0) [1 0 1 [1.0, 1.5) 5)
[1.5, 2.0)
• Balanç:
Cel·les de resolució 10’ x 10’ VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
[2.0, 2.5) [2.5, 3.0]
% de la variança explicada pels models estadístics
Creixement
Mortalitat
Balance
(Mg C/ha/any)
(S/N)
(Mg C/ha/any)
Coníferes
41.3%
12.5%
18.6%
Caducifolis
40.7%
11.9%
22.1%
Esclerofil·les
53 3% 53.3%
6 9% 6.9%
37 9% 37.9%
Totes juntes
51.3%
9.1%
24.7%
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Principals factors i tendències generals Factors principals que determinen els patrons espacials del ç del carboni i dels seus dos components? p balanç Totes les espècies juntes
Creixement
Mortalitat
Balance
(Mg C/ha/any)
(S/N)/ (Mg C/ha/any)
(Mg C/ha/any)
↑↑
↑↑↑
↑↑
Desenv. Bosc
↓↓↓
↓↓
↓↓↓
Disp. Hídrica
↑
↓
↑
Gestió (=sí)
↓↓
↓↓
↓↓
Qualitat del lloc
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Seque era
Escalffamentt
Escalfament i sequera: diferències entre grups funcionals Creixement
Mortalitat
Balance
(Mg C/ha/any)
(S/N)
(Mg C/ha/any)
General
↓
ns n.s.
↓
Coniferes
n.s.
↓? ↓?
n.s.
Caducif Esclerof.
↓ ↓
General
n.s.
Coniferes
ns n.s.
Caducif
↑? ↑?
Esclerof.
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
n.s.
↓ ↓
↑ ↑
n.s.
n.s.
↑? ↑?
n.s.
ns n.s.
)
Mortalitat
Creixement Escalfa Relattive trend ment temperature
Escalfam E ment Relative e trend tem mperature e (ºC)
L’escalfament afecta de manera diferent ll’Espanya Espanya humida i l’Espanya l Espanya seca?
1.0 1 0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4
0 14 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0 04 0.04 0.02 -2
0
2
4
ln(growth)
WaterGradient availability G di t geogràfic àfi
0.50 0 50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15
0 14 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 -2
0
2
Water availability
de d disponibilitat di ibilit t híd hídrica i
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
4
P(Mort)
La sequera afecta de manera diferent ll’Espanya Espanya humida i l’Espanya l Espanya seca? Creixement
Mortalitat
- 0.1
- 0.2
Sequera S a
Sequera S
- 0.2
0.0
- 0.1 0.0
Gradient geogràfic de disponibilitat hídrica
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Interacció gestió X escalfament o X sequera Els boscos gestionats han patit menys els efectes f t de d l’escalfament l’ lf t Gestió (no) Balanç d de C (Mg g ha-1 yr-11)
Gestió (sí) General
Coniferes
Esclerofil·les
Caducifolis
n.s.
escalfament
No hem trobat cap interacció significativa gestió x sequera VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Conclusions • Els boscos espanyols han estat embornals de C entre finals del segle XX i principis del XXI • Els principals factors que influeixen el balanç de carboni i els seus components (creixement i mortalitat) són ó lla qualitat li del d l lloc, ll ell grau de d desenvolupament d l del bosc i en menys pes la disponibilitat hídrica. • L’escalfament és el factor que més pes ha tingut, afectant el creixement i repercutint p sobre el balanç ç de carboni. • La sequera ha tingut un pes sobre la mortalitat però no fins al punt de tenir repercussió sobre el balanç de carboni carboni. VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Conclusions: interaccions • Sempre que hi hagi prou aigua disponible l’escalfament ha produït un efecte positiu sobre el creixement, reduint la mortalitat. A partir d’un cert grau d’escalfament el creixement s’ha reduït i ha augmentat la mortalitat. • La L sequera ha h reduït d ït ell creixement i tih ha augmentat t t lla mortalitat en els boscos de l’Espanya humida i ha tingut efectes contraris i inesperats a l’Espanya l Espanya seca. • Davant de l’escalfament la gestió forestal ha tingut un cert marge de maniobra modificant a l’alça la capacitat d’ b d’embornal l de d carboni b id dels l b boscos. • Davant del canvi climàtic, especialment sever al mediterrani aquests processos que ja s’han mediterrani, s han començat a entreveure poden ser encara més intensos convertint els boscos espanyols en futurs emissors nets de CO2. VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010
Canvis recents en els estocs i els fluxos de carboni als boscos espanyols
Moltes grĂ cies!! Jordi Vayreda
VII jornada CREAF-SCB-ICHN, 4 novembre de 2010