El paisaje icónico del Parque Nacional de Yellowstone se caracteriza por vastos bosques que no han sido tocados por el hombre pero que están amenazados por un número creciente de incendios forestales debido al cambio climático. Crédito:R. Seidl / TUM
Los incendios forestales ya son una amenaza mundial. "Pero considerando cómo está progresando el cambio climático, probablemente estemos solo al comienzo de un futuro que verá más y mayores incendios forestales, "explica Rupert Seidl, Profesor de Dinámica de Ecosistemas y Manejo Forestal en Paisajes de Montaña en TUM.
En muchos lugares, el fuego es parte del entorno natural, y muchas especies de árboles se han adaptado naturalmente a los incendios recurrentes. Estas adaptaciones van desde corteza particularmente gruesa, que protege el cambium sensible en el tronco del fuego, a las piñas de ciertos tipos de pino, que se abren solo por el calor del fuego, permitiendo una rápida regeneración y recuperación del arbolado afectado.
La IA está acelerando los modelos de ecosistemas
"La interacción entre el clima, incendios forestales, y otros procesos en el ecosistema forestal es muy complejo, y se requieren modelos de simulación sofisticados basados en procesos para tener en cuenta las diferentes interacciones de manera adecuada, ", explica el profesor Seidl. Un método que se ha desarrollado en TUM está utilizando inteligencia artificial para ampliar significativamente el campo de uso de estos modelos complejos.
Este método implica el entrenamiento de una red neuronal profunda para imitar el comportamiento de un modelo de simulación complejo de la manera más efectiva posible. La red neuronal aprende sobre la base de cómo responde el ecosistema a las diferentes influencias ambientales, pero lo hace utilizando solo una fracción de la potencia de cálculo que de otro modo sería necesaria para los modelos de simulación a gran escala. "Esto nos permite realizar simulaciones de alta resolución espacial de áreas de bosque que se extienden a lo largo de varios millones de hectáreas, "explica el científico Dr. Werner Rammer.
La forma en que un número creciente de incendios forestales está cambiando el paisaje a largo plazo se está estudiando con el uso de IA. Crédito:R. Seidl / TUM
Pronóstico para los bosques del Parque Nacional de Yellowstone
Las simulaciones completadas por el equipo de científicos incluyen simulaciones para el 'Gran ecosistema de Yellowstone', que tiene el mundialmente famoso Parque Nacional de Yellowstone en su corazón. Esta área, que tiene un tamaño aproximado de 8 millones de hectáreas, está situado en las Montañas Rocosas y está prácticamente intacto. Los investigadores del TUM han trabajado con colegas estadounidenses para determinar cómo diferentes escenarios climáticos podrían afectar la frecuencia de los incendios forestales en esta región en el siglo XXI. y qué áreas de bosque no pueden regenerarse con éxito después de un incendio forestal.
Dependiendo del escenario de cambio climático, el estudio ha encontrado que a finales de siglo, la cobertura forestal actual habrá desaparecido en el 28 al 59 por ciento de la región. Particularmente afectados fueron los bosques en la zona subalpina cerca de la línea de árboles, donde las especies de árboles están naturalmente menos adaptadas al fuego, y las áreas de la meseta de Yellowstone, donde la topografía relativamente plana es en su mayoría incapaz de detener la propagación del fuego.
El cambio climático está provocando cambios importantes en los ecosistemas forestales
La regeneración del bosque en la región bajo investigación está amenazada por varias razones:si los incendios aumentan y las distancias entre los árboles sobrevivientes también aumentan, muy pocas semillas llegarán al suelo. Si el clima se vuelve más cálido y seco en el futuro, los árboles jóvenes vulnerables no sobrevivirán, y si hay demasiados incendios, los árboles no alcanzarán la edad en la que ellos mismos producen semillas.
"Para el 2100, Se espera que el Gran Ecosistema de Yellowstone haya cambiado más de lo que ha cambiado en los últimos 10, 000 años, y, por lo tanto, tendrá un aspecto significativamente diferente al de hoy, "explica Rammer." La pérdida de la vegetación forestal actual está provocando una reducción del carbono que se almacena en el ecosistema, y también tendrá un impacto profundo en la biodiversidad y el valor recreativo de este paisaje icónico ".
Las posibles tendencias de desarrollo identificadas en el estudio también están destinadas a ayudar a los visitantes del parque nacional a comprender las consecuencias del cambio climático y la urgencia de las medidas de protección climática. En el siguiente paso, El equipo de investigación utilizará IA para estimar el impacto a largo plazo de los problemas causados por el cambio climático en los bosques de Europa.
