Abstract
Sustainable management of forest ecosystems requires an understanding of the mechanisms governing their structure and function across levels of biological organization, from the leaf to the ecosystem. Process-based models are, along experimentation, a critical element for advancing in this understanding. In this contribution we review key advances and challenges for the development of process-based models of Mediterranean forest ecosystems at several functional levels: from the whole-plant to the landscape. At the whole-plant level we discuss a gas exchange simulator that describes explicitly the feedback between transpiration and soil water potential through a plant optimization process. At the stand level, a partial differential equation framework is introduced, that allows us to scale up plant physiological processes from the leaf to the stand level. The model describes explicitly the dynamics of stand structure based on species individual responses to resource heterogeneity and among tree interactions. Finally we discuss the general structure of spatially-explicit forest models as well as their application to the identification of rules of community assembly of Mediterranean forests.
Highlights
Los ecosistemas forestales han sido analizados a una variedad de escalas y niveles de organización biológica, desde la hoja hasta el paisaje (Waring y Running, 1998)
Igualmente excluiremos de la discusión los modelos empíricos utilizados en Selvicultura, cuya finalidad principal es aplicada más que heurística, aunque a menudo comparten aproximaciones similares a los modelos forestales de proceso
La utilidad de los modelos de proceso no es tanto la de proporcionar una descripción exhaustiva de los procesos implicados en el sistema real, sino la de identificar qué mecanismos son esenciales y cuales son irrelevantes a cada escala para discernir si el sistema puede ser reducido a un conjunto de principios o leyes generales
Summary
La gestión sostenible de los ecosistemas forestales requiere el conocimiento de los principios que regulan su estructura y función a diferentes niveles de organización biológica, desde la hoja hasta el ecosistema. En este trabajo se revisan avances y retos claves para la formulación de modelos de proceso de ecosistemas forestales mediterráneos a diferentes niveles funcionales, desde la planta hasta el paisaje. A escala de planta se discute un modelo general de intercambio gaseoso, fundamentado en procesos de optimización, que incorpora explícitamente la retroalimentación entre la transpiración y el potencial hídrico del suelo. Finalmente se discute la estructura general de los modelos de dinámica forestal espacialmente explícitos y su aplicación al estudio de los mecanismos de ensamblaje del bosque mediterráneo. Palabras clave: Conductancia estomática, estrés hídrico, modelo continuo de población estructurada, heterogeneidad ambiental, dispersión, coexistencia
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