2010 creaf vayreda

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