IInnttrroodduucccciióó

La concentració atmosfèrica de diòxid decarboni, el més abundant dels gasos d’ efec-te hivernacle, ha incrementat des de les 270ppmv de l’era preindustrial fins a les més de380 ppmv que es registren en l’actualitat.Lluny de ser un procés estabilitzat, aquestaugment segueix una tendència exponencial(fig. 1) i les previsions indiquen que, a finalsdel segle actual, la concentració de CO2atmosfèric assolirà nivells d’ entre 650 i1.215 ppmv (AEMA, 2006). La seva concen-tració ha aconseguit els valors més elevatsdels últims 420.000 anys, període del qualtenim informació contrastable obtinguda apartir de les anàlisis de mostres de gel (Petitet. al., 1999). En conseqüència el planetas’escalfa. La temperatura de la Terra ha aug-mentat 0,7±0,2°C durant l’anterior segle i aEuropa aquest augment ha estat de 0,95°C(AEMA, 2006).

Onze dels últims dotze anys (1995-2006)estan entre els més càlids des que tenimregistres instrumentals de temperatura en elplaneta. L’ increment de temperatura des del

període 1850-1899 fins al 2001-2005 ha estatde 0,76°C. La temperatura mitjana d’ Espanyaha augmentat 1,53°C entre 1971 i el 2000, unvalor molt superior als 1,2°C previstos pels

39

ELS BOSCOS IBÈRICS DAVANT DELCANVI CLIMÀTIC

Carlos Gracia

Departament d’Ecologia, Universitat de Barcelona CREAF, Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals, UAB

THE SPANISH FORESTS IN THE FRAME OF CLIMATE CHANGE. The pre-industrial atmospheric CO2 concen-tration of 270 ppmv has increased up to the present values of 380 ppmv and, very likely, it willcontinue to increase. Consequently, the average temperature of Europe has increased 1ºC duringthe past century. Both atmospheric circulation and rainfall patterns show evident changes. Mod-els predict a decrease of rainfall in South Europe of up to 1% per decade. In this frame of climatechange, the crucial question is what role can play forests in sequestering CO2? Water use effi-ciency in Mediterranean forests is about 5 mmols of C/mol of H2O or, in other words, to fixbetween 2 and 3 g of C, plants have to transpire 1000 g of water (i.e., between 300 and 500 timesthe weight of the fixed C). Given the role of water as a limiting factor in Mediterranean ecosys-tems, it is clear that the amount of carbon fixed in Mediterranean-type ecosystems is linked towater availability. Both autotrophic and heterotrophic respiration return to the atmosphere animportant proportion of the carbon fixed in photosynthesis. Usually, more than 50% of fixed car-bon is returned to the atmosphere through respiration processes. The annual net ecosystemexchange of Mediterranean forests is around 5 tones of CO2 per hectare, while the human emis-sions in our country are around 10 tones per habitant and year. In these conditions, the role offorests to mitigate the human emissions is very limited. To compensate man-induced emissions,the forest area in our country must be 10 times the current forest area or around twice the totalarea of Spain. Our forests are experiencing deep changes. Temperate ecosystems are progres-sively being replaced by Mediterranean ecosystems as a response to increasing temperatures.The length of the growth period is increasing. A simulation analysis of the length of the growthperiod in Europe, using the GOTILWA+ forest growth model, shows that the growth period ofMediterranean forests can increase up to 50 days in the present century. Modelling results andfield experiments indicate that these new growth conditions in a Mediterranean world with lessrainfall will have negative effects on the vegetation survival.

16

Figura 1. Charles Keeling, de la Universitat deCalifòrnia (San Diego), va començar a registrar elsnivells de CO2 al 1958, en un observatori situat alcim del volcà Mauna Loa a Hawaii. El gràfic delsvalors mensuals reflecteix que l’activitat de la biosferagenera diferències primavera-hivern de menys de 8ppmv. Aquest valor ens dóna una idea de lacapacitat de la biosfera per segrestar CO2 i representaun llindar de referència del potencial dels sistemesnaturals per actuar com a embornals de CO2.

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 39

models climàtics que prediuen taxes d’incre-ment pròximes als 0,4°C per dècada (Parry etal., 2000), la qual cosa indueix a pensar que elproblema, en les nostres latituds, és més greudel que inicialment es va pensar i que podemarribar a mitjan del present segle amb incre-ments de temperatura de 2,5°C i molt proba-blement, 3,5°C respecte de les del 2000(Ayala, 2003). Alguns autors han advertit quel’augment de temperatura a Madrid durantl’últim segle i mig, descomptat l’efecte d’illatèrmica, ha estat un 50% superior a la mitjanade l’hemisferi Nord (Almarza, 2000), en unaclara africanització del clima peninsular. El

quart meridional del país presenta temperatu-res mitjanes iguals a les del nord del Marrocde fa un quart de segle i, a mitjan del segleactual, les assolirà la meitat meridional delnostre país.

Aquest augment de temperatura s’associa acanvis importants en el règim de precipita-cions. Les tendències de la precipitació anualentre 1900 i 2000 revelen una situació de con-trast entre el Nord d’Europa (entre el 10 i el40% més de precipitació) i el Sud d’Europa(fins a un 20% més seca) amb canvis desigual-ment repartits al llarg de l’any i més accentuatsa l’hivern. Les projeccions indiquen un incre-

40

Figura 2. Tendències observades en algunes variables climàtiques en el nostre país. La temperatura mitjana haincrementat en el període de 1971 al 2000 en 1,5ºC de mitjana tot i que aquest increment ha estat desigualen els diferents observatoris tal i com mostra el gràfic A. L’any 2006 ha resultat ser el més càlid de la història ala major part dels observatoris amb anomalies que arriben a superar els 2,5ºC (gràfic B). Entre els anys 1971 i2000 el número de dies amb temperatura superior a 25ºC ha augmentat considerablement tal com mostra elgràfic C referit a l’observatori de Navacerrada (Madrid). Paral·lelament, la precipitació mitjana mostra una claratendència decreixent (D), de la mateixa manera que ho fa la precipitació dels mesos d’ hivern (E), alhora que elnúmero de dies amb neu ha minvat un 40% durant el mateix període de temps (F); variables, totes elles, moltimportants com a generadores de recursos hídrics. (De Ayala-Carcedo, 2003, 2006)

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 40

ment de les precipitacions anuals de l’1 al 2%per dècada en el Nord d’Europa i un descensde fins l’1% per dècada en el Sud tot i que al’estiu es preveuen descensos de fins al 5% perdècada. Aquesta reducció prevista en el Sudd’Europa pot tenir efectes molt greus com aral’augment de la freqüència de períodes desequera que afecten greument l’agricultura i elsrecursos hídrics.

Les projeccions indiquen que, a finals delsegle actual l’ increment de temperatura en elplaneta serà d’1,4 a 5,8ºC i d’entre 2 i 6,3ºC aEuropa. Una primera conseqüència d’aquestescalfament és la taxa d’augment del nivell delmar. L’augment de temperatura provoca, peruna banda, l’expansió tèrmica de l’aigua. S’haestimat que aquesta expansió ha arribat avalors de 0,42 mm/any entre 1961-2003 i d’1,6 mm/any si considerem el període 1993-2003 solament. Per altra banda, l’escalfamentestà provocant la fusió de les glaceres i del gelàrtic i antàrtic que, en conjunt han contribuït al’augment observat del nivell del mar d’1,8mm/any entre 1961 i 2003, increment que s’haaccentuat en els últims anys. L’augment anualobservat entre 1993 i 2003 ha estat de 3,1mm. En la nostra regió mediterrània, lesevidències científiques que s’acumulen dia adia, posen de manifest una tendència a lareducció de la precipitació i a un augment dela intensitat dels episodis de pluja. Les esti-macions més recents preveuen una reduccióde la precipitació en la península Ibèrica d’en-tre el 10 i el 15% durant els pròxims 50 anys.

Una anàlisi de les dades de precipitació aEspanya del Instituto Nacional de Meteorolo-gia durant el període 1947-1999 (INM; 2002)indica que la tendència de la precipitacióhivernal, component principal de la precipita-ció total i font de generació de recursoshídrics, denota una clara i significativa tendèn-cia decreixent. Encara pot afectar més elsnostres recursos hídrics el fet que el númerode dies de neu decreix en tots els observato-ris on s’ha analitzat. A l’observatori de Nava-cerrada (Madrid) ha disminuït un 40% entre1970 i 2000. Paral·lelament, el número de diesamb temperatura superior a 25ºC ha experi-mentat un increment en tots els observatoris,el que indica una clara tendència a l’augmentd’onades de calor. Com a conseqüència, lataxa d’augment del nivell del mar en el nostrepaís s’ha multiplicat per tres a la dècada1990-2000 (3.875 mm/any) respecte a ladècada 1980-1990 (1.345 mm/any), augmentssuperiors als valors mitjans observats a esca-la mundial.

Les causes més importants s’han de bus-car principalment en la desforestació i lacrema de combustibles fòssils. Els ecosiste-mes terrestres acumulen en la seva biomassauns 550 mil milions de tones de C. Cada any,aquests ecosistemes absorbeixen 110 milmilions de tones de C és a dir, en mitjana, unaquantitat equivalent al 20% del carboni acu-mulat en la seva biomassa.

Tanmateix, aquest carboni absorbit escompensa per la fracció de carboni que retor-

41

Aguas intermedias y profundas 34000

Sedimentación 0.5

Materia orgánica en el suelo 1200

Atmósfera 740

807022

60

6011050

Biota 550

Ríos

0.5

Com

bust

ible

s f

ósile

s 5-

6

Aguas superficiales frías 300

Biota 1910

Aguas superficiaes cálides 600

Biota 21820

37 1372

Aigües intermèdies i profundes 34000

Sedimentació 0.5

Matèria orgànica en el sòl 1200

Atmosfera 740

80

60

6011050

Biota 550

Rius

0.5

desf

ores

taci

ó 1-

2

Com

bust

ible

s f

òssi

ls 5

-6

Aguas superficiales frías 300

Biota 1910

Aigües superficials fredes 300

Biota 1910

Aguas superficiaes cálides 600

Biota 21820

Aigües superficials càlides 600

Biota 21820

37 1372

35

Figura 3. El cicle del carboni en el planeta (tots els valors en 1015 g de C o mils de milions de tm de C). Comes pot apreciar, els tres compartiments més importants són, per aquest ordre, els oceans, el sòl i l’atmosfera. Lacrema de combustibles fòssils suposa unes emissions de C a l’atmosfera d’ entre 5 i 6 mil milions de tonesanuals als quals hem d’afegir entre 1 i 2 mil milions més com a conseqüència de la desforestació. Aquests dosfluxos, provocats clarament per l’activitat humana, són els responsables de l’increment de la concentració deCO2 atmosfèric que creix aproximadament un 1 per cent cada any tal i com reflecteix el gràfic de la figura 1.

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 41

na a l’atmosfera per la respiració autotròfica(50 mil milions de tm de C) i per la descompo-sició de la fullaraca i altres restes de matèriaorgànica que cauen al sòl i que, amb més omenys temps, són descompostos per bacterisi fongs i retornen a l’atmosfera (uns 60 milmilions de tm de C) en el procés conegut coma respiració heterotròfica.

Fins aquí aquests fluxos estan més omenys en equilibri. La crema de combustiblesfòssils suposa unes emissions de C a l’atmos-fera d’ entre 5 i 6 mil milions de tm anuals alsquals s’ha d’afegir d’entre 1.000 i 2.000milions més com a conseqüència de la desfo-restació. Aquests dos fluxos, provocats clara-ment per l’activitat humana, són els responsa-bles de l’increment de la concentració de CO2atmosfèric que reflecteix el gràfic de la figura1 i que augmenta actualment a un ritme apro-ximat de l’1% anual (entre 3 i 4 ppmv anuals)

LLeess eemmiissssiioonnss hhuummaanneess ssóónn llaa ccaauussaa ddeell’’eessccaallffaammeenntt gglloobbaall??

El consum d’energia a Espanya és d’uns130 milions de tones equivalents de petroli.De tota aquesta energia, el 52% s’obté delpetroli directament, però un percentatge signi-ficatiu (18%) s’obté cremant gas natural i un20% del carbó. Per fer-ho més comprensible:cada habitant del nostre país crema anual-ment quelcom més d’11 barrils o, el que és elmateix, 1.800 litres de petroli. Si afegim elconsum de la resta de combustibles fòssils iexpressem el conjunt, com es fa habitual-ment, en equivalents de petroli, cada un denosaltres consumeix anualment l’equivalent a3.500 l de petroli. Aquest consum significaque, un cop cremat, llencem a l’atmosfera lagens menyspreable quantitat de 10 tones deCO2 per habitant cada any. A Espanya, el con-junt d’emissions anuals de CO2 va ser, durantl’any 2004, de 397 mil milions de tones de CO2i aquesta xifra incrementa anualment tal comes veu a la figura 4.

A escala mundial les emissions de CO2suposen uns 6 mil milions de tones anuals.Aquest increment de CO2 té un efecte indiscu-tible sobre l’escalfament del planeta. Atesesles propietats de l’efecte hivernacle d’aquestgas, un increment de la seva concentració al’atmosfera es tradueix en un increment d’e-nergia neta que queda retinguda en el plane-ta. És el que es denomina forçament radiatiu.El forçament radiatiu del CO2 ha assolit unvalor d’1,66 W m-2 a causa de l’increment dela concentració atmosfèrica des de les 280ppmv de l’era preindustrial fins a les 380 ppmvactuals. Ara bé, el CO2 no és l’únic gas d’e-fecte hivernacle tot i que també és cert que ésquantitativament el més important. El força-ment radiatiu degut a l’increment de diòxid decarboni, metà i òxids de nitrogen és, en con-

junt, de 2,30 W m-2 i la seva taxa d’incrementdurant l’era industrial és, molt probablement,la més elevada dels últims 10.000 anys (IPCC,2007).

També és cert que hi ha altres efectes quecontribueixen a un forçament radiatiu negatiu,és a dir, a una pèrdua d’energia i, per tant, aun refredament del planeta. Els aerosols,constituïts principalment per sulfats, partícu-les de carboni orgànic, nitrats i pols, contri-bueixen a absorbir una part de la radiació inci-dent i a reflectir una altra fracció que provocaun efecte radiatiu negatiu de -1,2 W m-2 . Tot iaquesta contribució al refredament del plane-ta, la consideració de tots els fenòmens cone-guts que contribueixen al balanç energètic delplaneta, és a dir, la concentració de diòxid decarboni, metà, òxids de nitrogen, halocarbo-nis, ozó estratosfèric i troposfèric, efectes dela reflexió de la superfície del planeta (intensi-tat de la llum), efectes directes i indirectesdels aerosols, reflexió dels núvols i canvis enla irradiància deguts a l’activitat solar, ensaporten un balanç per al forçament radiatiu d’1,6 W m-2 (IPCC, 2007). És a dir: el planetareté més energia i s’escalfa. S’ha fet un granesforç per tractar de comprendre quina és lacontribució de les diferents causes naturals oantropogèniques d’aquest escalfament. Lafigura 5 mostra les anomalies de la tempera-tura és a dir, les desviacions observades ambregistres instrumentals respecte de la tempe-ratura mitjana del període que va de 1880 a1920. Les dades observades mostren unincrement de la temperatura que es fa moltacusat, sobretot a la segona meitat del seglepassat. Si es comparen aquestes dades amb

42

250

270

290

310

330

350

370

390

410

1990 1995 2000 2005Any

Tg

de

CO

2 eq

uiva

lent

Protocol de Kyoto

Figura 4. Emissions de CO2 a Espanya. Les unitatssón teragrams de CO2 equivalent (mils de milions detones). Les emissions de l’any 2004 representen unincrement del 49 per cent respecte a les emissions de1990 malgrat que el compromís del nostre país ambel Protocol de Kyoto ens imposa una limitació d’a-quest increment del 15 per cent entre els anys 2008-2012 (línia horitzontal gruixuda).

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 42

el resultat de quatre simulacions portades aterme amb models climàtics que acoblen elsfenòmens atmosfèrics i oceànics s’obtenenels resultats que es mostren a la figura. A lapart superior (A) els models simulen solamentles causes naturals, és a dir, els canvis en l’ac-tivitat solar i dels volcans. Els resultats delsmodels reprodueixen bé la temperaturaobservada fins a 1960. A partir d’aquesta datales causes d’origen natural no permeten expli-car l’augment observat. Quan en els modelss’introdueixen només les causes d’origenhumà (B), és a dir, l’increment dels gasos d’e-fecte hivernacle, els canvis en la concentraciód’ozó estratosfèric i troposfèric, i els efectesdirectes i indirectes dels aerosols, els resultatsreprodueixen bé l’increment de la temperaturaobservat durant la segona meitat del segle XX,malgrat que existeixi alguna discrepància evi-dent entre els anys 1950-1970. Les simula-cions que incorporen tant les causes naturals

com les d’origen humà (C) reprodueixen satis-factòriament la sèrie de temperatures obser-vades i posen de manifest la contribucióhumana a l’escalfament del planeta.

PPooddeenn,, eellss bboossccooss,, sseeggrreessttaarr ssuuffiicciieennttqquuaannttiittaatt ddee CCOO22 ccoomm ppeerr ccoommppeennssaarr lleessnnoossttrreess eemmiissssiioonnss??

Els ecosistemes, principalment els boscos,afecten de manera important el cicle del car-boni del Planeta. Quan parlem de balanços decarboni la qüestió crucial és fins a quin puntels sistemes naturals estan actuant com acaptadors i acumuladors de carboni. Enaquest balanç intervenen molts processoscomplexos subjectes a múltiples interaccions.Tancar aquest balanç amb cert detall no resul-ta una tasca fàcil i menys quan intervenen enl’anàlisi escales de temps i espai diferents.També apareixen incerteses pel que fa a lacomprensió de com afecten, de forma combi-nada, les condicions ambientals que interac-cionen amb els processos implicats. S’haavançat molt en els últims anys, però encaraqueda molt per investigar. El balanç del car-boni depèn, de manera important, de dos pro-cessos essencials que formen part de l’activi-tat dels organismes: la fotosíntesi i la respira-ció. No obstant això s’ha d’assenyalar que, toti que pels resultats ho semblin, fixació i allibe-rament de carboni de l’ecosistema no sónpassos inversos del mateix procés. Són pro-cessos independents en la seva evolució, bio-

43

Figura 5. Desviacions de la temperatura globalmitjana en relació als valors dels registresinstrumentals del període de 1880 a 1920comparades amb els resultats de quatre simulacionsportades a terme amb un model climàtic que acoblaoceà i atmosfera (de Stott et al., 2000; Tett et al.,2000) forçat amb a) les causes d’origen volcànic isolar solament, b) amb les causes d’origenantropogènic que inclouen l’increment dels gasosd’efecte hivernacle, canvis en la concentració d’ozóestratosfèric i troposfèric i els efectes directes iindirectes dels aerosols de sulfat, i c) amb totes lescauses tant naturals com antropogèniques. La líniavermella mostra les mesures instrumentals i les líniesnegres, els resultats dels quatre conjunts desimulacions. Els canvis en la concentració d’aerosolsde sofre es calculen interactivament i els canvis deconcentració de l’ozó troposfèric es calculenindependentment utilitzant un model de transportquímic. Els canvis en la reflexió dels núvols (el primerefecte indirecte dels aerosols de sofre) es calculen ensimulacions independents (Jones et al., 1999) is’inclouen en el model. Els canvis en l’ozóestratosfèric es basen en observacions. El forçamentdegut als volcans es basa en les dades de Sato et al.(1993) i el forçament solar es basa en Lean et al.(1995), actualitzat per a 1997. El forçamentantropogènic net al 1990 va ser d’1,0 W·m-2 incloentun refredament net d’1.0 W·m-2 degut als aerosols desulfat. El forçament natural de 1990 va ser de 0.5W·m-2 respecte de 1860 i al 1992 es va produir unrefredament net de 2,0 W·m-2 degut a l’erupció delPinatubo. (IPCC, Third assessment Report, 2001)

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 43

química i localització: la fixació té lloc en elscloroplasts mentre que la respiració es pro-dueix als mitocondris. I un punt crucial quesovint s’oblida: l’entrada de carboni al cloro-plast es produeix en el procés d’intercanvi degasos de manera que la planta, en obrir esto-mes, transpira una quantitat considerabled’aigua. Sovint les limitacions en la disponibi-litat hídrica actuen forçant el tancamentestomàtic i limitant l’entrada i l’absorció deCO2. Resulta fonamental entendre el paper del’aigua en l’absorció de CO2 en els ecosiste-mes mediterranis, des d’una perspectivaquantitativa.

En un exemple particular (Bellot, 1989), laprecipitació mesurada en una conca experi-mental, de substrat impermeable, de les mun-tanyes de Prades (Tarragona) és, de mitjana,de 560 mm anuals (fig. 6). De l’aigua de pluja,28 mm (un 5% del total) circulen anualmentper la xarxa de drenatge i la resta són retor-nats directament a l’atmosfera per les capça-des dels arbres i la vegetació del sotabosc. Ala conca de l’Avic, on es van portar a terme lesmesures experimentals, hem comprovat quel’aigua directament evaporada suposa un10% del total i, per tant, l’aigua transpiradaper la vegetació representa la diferència, osigui un 85% de la precipitació, o el que és elmateix, la vegetació retorna a l’atmosfera através dels seus estomes 476 litres d’aiguaper cada m2 de bosc. En aquestes condicions,l’alzinar de la conca de l’Avic fixa anualmententre 840 i 1.960 g de C/m2 depenent delsanys o sigui una mitjana de 1.380 g de C/m2

que els fixa en forma de carbohidrats amb unpes aproximat de 2.760 g de MO/m2 , la qualcosa equival a dir que aquests alzinars fixen2,9 g de carboni per cada litre d’aigua transpi-rada al llarg de l’any o, si es prefereix, presen-ten una eficiència en l’ús de l’aigua de 4,35mmols de C/mol de H2O. Aquesta enormedesproporció entre l’aigua transpirada i el car-boni absorbit és la causa que fa que les plan-tes resultin tan absolutament dependents dela disponibilitat d’aigua. A l’estiu, amb la majorpart dels sòls mediterranis secs, les plantestanquen els seus estomes. Tancar estomes acausa de la falta d’aigua significa tancar el pasa l’entrada de CO2 i limitar la fotosíntesi aixícom impedir la refrigeració de les fulles quereben, en el cas del Mediterrani, un excés deradiació durant l’estiu. La demanda evaporati-va de l’atmosfera tendeix a incrementar-seintensificant la sequera dels nostres ecosiste-mes i estimulant la transpiració.

Si aquesta tendència s’accentua i a aixòs’hi afegeix que no incrementa la disponibilitatd’aigua –ja hem vist que es preveu una reduc-ció de la precipitació a les regions mediterrà-nies– les plantes veuran accentuat el seuestrès hídric i disminuïdes les seves opcionsper realitzar la fotosíntesi. A més, l’aigua que

deixaran les plantes en el sòl serà menor quela que deixen actualment assecant-se més enels períodes de sequera i resultant, per tant,més susceptibles a cremar-se i afavorir la pro-pagació d’incendis.

Fins aquí hem vist els punts clau quepoden ajudar-nos a comprendre les entradesde carboni en els ecosistemes naturals. Hemvist que, per terme mig, perquè entrin entre 2i 3 g de carboni a la planta han de sortir del’ordre de 1.000 g d’aigua, o sigui, entre 300 i500 vegades el seu pes i hem vist que, enaquestes condicions, els arbres arriben a cap-tar uns 1.400 g de carboni cada any. Aquestaés una xifra considerable: 1.400 g de carboniequivalen a 5.100 g de CO2 la qual cosa equi-val a dir que la quantitat de carboni absorbitper un bosc mitjà del nostre país pot superarles 50 tm/ha de CO2 anuals. Però desgracia-dament absorbir CO2 no equival a fixar-lo per-manentment com alguna vegada s’interpretaerròniament. Una part molt considerable d’a-quest CO2 absorbit es torna a l’atmosfera en

44

Trascolament482 mm

Transpiració476 mm

Precipitació560 mm

Intercepció28 mm

Escolament cortical 50 mm

Drenatge 28 mm

Escolament superficial28 mm

ETR = 504 mm

en el sòl

Figura 6. Fluxos hídrics mesurats en el bosc dePoblet. La precipitació anual és, de mitjana, de 560mm dels que arriben al sòl, directament pertrascolament a través de les capçades, 482 mm i 50mm més són captats per les fulles i les branques, isón reconduïts al sòl per escolament cortical. Deltotal de 532 mm que arriben al sòl, 28 es perden perescolament superficial, 28 més són drenats i 476 sónabsorbits per les arrels i transpirats en la capçada dela vegetació. L’evapotranspiració, en conjunt, retornaa l’atmosfera anualment 504 mm, és a dir, el 90% dela precipitació.

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 44

els processos de respiració. La pregunta per-tinent és, per tant, quina és la quantitat retor-nada i, en tot cas, quina és l’absorció netad’una ha de bosc.

SSoorrttiiddeess ddee ccaarrbboonnii:: llaa rreessppiirraacciióó

La respiració és la via mitjançant la qualels organismes aprofiten l’energia químicaemmagatzemada a la matèria orgànica.Aquest procés és molt general i no només l’u-tilitzen les plantes que porten a terme la foto-síntesi; també l’utilitzen els animals i elsmicroorganismes (bacteris i fongs). De mane-ra simplificada podem dir que en oxidar-se lamatèria orgànica es consumeix oxigen i esprodueix CO2 i aigua, i es recupera l’energiaquímica del carboni reduït durant la fotosínte-si. D’aquesta manera el CO2 troba el seu camíde retorn a l’atmosfera. Per tant, els produc-tors primaris fan fotosíntesi i respiren, i depe-nen d’ells mateixos per produir matèria orgà-nica i utilitzar l’energia química que hi ha que-dat fixada. Per aquesta raó se’ls denominaautòtrofs i a la seva respiració se la coneixcom a respiració autotròfica. La diferènciaentre el carboni fixat a la fotosíntesi (produc-ció primària bruta) i la respiració autotròficaconstitueix la denominada producció primàrianeta. Aquest balanç ens explica el creixementi el manteniment de la biomassa. Perquè unsistema, bosc, matoll o pastura mantingui oincrementi la seva estructura, la produccióprimària neta no pot ser negativa. A més, comque d’aquest balanç positiu de carboni endepenen els altres organismes de l’ecosiste-ma, se n´ha de produir suficient com per com-pensar també el creixement i la respiraciódels restants organismes de l’ecosistema queno són autòtrofs: els denominats heteròtrofs.Aquests organismes depenen de la matèriaorgànica fixada pels productors primaris i, ala seva respiració, que funciona igual que lade les plantes, se la denomina heterotròfica.La producció neta de l’ecosistema és ladiferència entre la producció primària neta i larespiració heterotròfica.

Mentre les entrades de CO2 a la planta eslimiten a la producció bruta i es veuen, sovint,limitades per la disponibilitat d’aigua, comhem vist anteriorment, les sortides es produei-xen per vies múltiples i alternatives tal com esveu a la figura 7. Per una banda es torna unafracció de CO2 a l’atmosfera cada cop que sesintetitza una fracció de nous teixits de laplanta. És el que es denomina respiració deformació o respiració de creixement i aquestarespiració no suposa una fracció senseimportància. Per cada gram de matèria orgà-nica que sintetitza la planta es tornen a l’at-mosfera 0,2 g de C o 0,7 g de CO2 . Dit d’unaaltra manera: la síntesi d’1 kg de fusta, defulles o d’arrels representa retornar a l’atmos-

fera 700 g de CO2. Però a més, els teixits for-mats s’han de mantenir permanentment, elque significa cremar més matèria orgànica dela que la planta ha fixat a la fotosíntesi perrecuperar l’energia fixada en forma químicaamb la qual es podran reparar les proteïnes,àcids nucleics i, en general, totes les molècu-les i teixits que requereixen reparacions osubstitucions. És la denominada respiració demanteniment. Si el cost de formació és moltpoc variable entre plantes i fins i tot entre tei-xits d’una mateixa planta, el cost de manteni-ment resulta molt més variable. Depèn de latemperatura –en general, a més temperaturamés elevada és la respiració– de la composi-ció química dels teixits que s’han de manteniri de la seva biomassa. Mantenir les fulles iarrels fines de l’arbre –amb diferència els tei-xits fisiològicament més actius, costa aproxi-madament entre 10 i 200 g de CO2 al dia percada kg de teixit a una temperatura de 15°C.Aquests valors es dupliquen per cada 10°Cd’augment de la temperatura (Q10=2) o siguique, a una temperatura de 25°C mantenir lamateixa quantitat de teixit viu suposa retornara l’atmosfera entre 20 i 400 g de CO2 diaris(López et al., 1997, 1998, 2001a, 2001b).

La producció primària neta constitueix l’a-cumulació d’estructura de l’ecosistema, peròtambé, si els compostos de carboni sónmòbils, com per exemple els carbohidrats,constitueixen la reserva d’energia que la plan-ta pot utilitzar en períodes en què la fotosínte-si no resulta possible, ja sigui perquè és de nito per tractar-se d’un període d’estrès hídric.

45

Rh

o

Rh

m

Rch

Rm

c

Rcc

Rm

m

Rcm

Rm

rg

Rcr

g

Rm

rf

Rcrf

Rm

h

VO

CS

Hs

M

M

Ms

Hojas

Carbono en el suelo

Hojarasca

Raíces gruesas

Raíces finas

PB

Rh

o

Rh

m

Rh

o

Rh

m

Rch

Rm

c

Rcc

Rm

m

Rcm

Rm

rg

Rcr

g

Rm

rf

Rcrf

Rm

h

VO

CV

OC

H

M

M

M

H

Mrg

Mrf

M

Hojas

Carbono en el suelo

Hojarasca

Raíces gruesas

Raíces finas

Fulles

Carboni en el sòl

Fullaraca

Arrels gruixudes

Arrels fines

PBPB

Figura 7. Components del balanç de carboni d’unsistema natural. El carboni fixat en la fotosíntesi, queconstitueix la producció bruta, és l’entrada única deC a l’ecosistema. Les sortides, al contrari, són elresultat d’un conjunt de fluxos entre els quals s’hande destacar els compostos orgànics volàtils (VOCs), larespiració, tant de manteniment com de creixementde les fulles, teixits llenyosos i arrels, com la respiracióheterotròfica de la fullaraca i altres restes vegetals,com del carboni orgànic present en el sòl i que, enconjunt, constitueixen la respiració heterotròfica.

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 45

La respiració depèn del substrat (la matèriaorgànica que s’oxida i de l’oxigen que abundaa l’atmosfera. En aquest cas no resultanecessària ni la llum ni el CO2 (poc abundantcomparat amb l’oxigen), ni l’aigua, si no és laque hi ha a la matriu cel·lular. Com a resultat,la respiració, així com la fotosíntesi, està con-dicionada per la temperatura que afectaessencialment l’activitat metabòlica, però nopels factors restants que modulen la fotosín-tesi i no cessa mentre l’organisme disposi desubstrat per respirar. Per tant, la respiracióaugmenta amb l’increment de temperatura,però atès un increment qualsevol, la respiracióaugmenta més del que ho fa la fotosíntesi.Aquesta diferència determina que, si augmen-ta la temperatura a causa del canvi climàtic,encara que els dos processos puguin veure’sincrementats, la respiració augmentarà enmés proporció que la fotosíntesi. L’augmentde la temperatura és una de les variables mésacceptades del canvi climàtic, per tant éspossible que tingui lloc una disminució de laproducció primària neta en no incrementar, deforma equivalent, la fotosíntesi. És més, si enstrobem en condicions de falta d’aigua, en lesquals la fotosíntesi es veu limitada mentre larespiració continua activa, la producció primà-ria neta pot quedar sensiblement afectada. Sila respiració autotròfica va consumint lesreserves de carboni el bosc pot anar perdentestructura, per exemple una part de les fulles,i fins i tot arribar a episodis de mortalitat si elconsum de les reserves d’alguns individus éstotal. Per això les reserves de carbohidratssón tan importants per explicar la superaciód’episodis d’estrès ambiental ja que gràcies ales reserves de midó els arbres poden recons-truir les seves capçades després de perdrepràcticament totes les seves fulles (Gracia etal., 1997, 1999a, 1999b, 2001, 2002, 2006).

QQuuiinn ééss eell bbaallaannçç ddee ccaarrbboonnii eenn eellss bboossccooss mmeeddiitteerrrraanniiss??

La quantitat de carboni que capten elsboscos mediterranis se situa entorn als 1.400g de C anuals per cada metre quadrat de bosc(o si es prefereix, 14 tones de C ha-1 any-1 ). Ésuna quantitat considerable. Equival a absorbirmés de 50 tones de CO2 per ha anualment. Ies comprèn que sigui així. Ja hem vist coml’aigua controla l’intercanvi de gasos. Un bosctípicament mediterrani pot arribar a transpirarfins a 500 l d’aigua per metre quadrat que, ensortir a través dels estomes, indueixen l’entra-da de CO2 que es fixa amb una eficiència que,com hem vist, resulta pròxima als 2 o 3 g decarboni per cada kg d’aigua transpirada.Malauradament, aquesta enorme quantitat deCO2 fixat a la producció bruta es veu com-pensada per una quantitat de CO2 del mateixordre de magnitud que torna a l’atmosfera

com a conseqüència dels processos respira-toris a què ens hem referit anteriorment, ambla qual cosa el balanç net de carboni realmentfixat resulta de molt escàs valor. Un típic boscmediterrani amb una producció de 10 tm/haanuals de matèria orgànica (que inclou la fustai tots els restants teixits orgànics de les arrels,branques i fulles) retorna a l’atmosfera unatona de C (3,6 tones de CO2 ) com a resultatde la respiració de creixement. La respiracióde manteniment, molt més variable segons latemperatura i altres condicionaments biolò-gics, sol representar entorn dels 2/3 de la pro-ducció bruta, en números rodons, unes 9tones de carboni (33 tones de CO2). La reno-vació de les fulles que cauen a terra i, a la llar-ga, acaben descomponent-se, pot represen-tar dues tones de matèria orgànica. A aques-tes s’ha d’afegir troncs i branques mortes, i lafracció de biomassa subterrània. En conjunt,cinc tones de matèria orgànica per ha i anyque representen 2,5 tones de C. Naturalmentaquestes xifres poden variar amb l’espècie,grau de maduresa i història recent del bosc,però representen els valors mitjans dels nos-tres boscos mediterranis. Veiem doncs que,en termes de carboni, de les 14 tones fixades12,5 són retornades a l’atmosfera. El balançnet se situa doncs entorn a 1,5 tones de C ha-1 any-1 (o 150 gC m-2 any-1). En altresparaules, els nostres boscos fixen unes cinctones de CO2 ha-1 any-1. En el cas de l’alzinarde Prades, estudiat amb molt de detall, la res-piració de la matèria orgànica del sòl o respi-ració heterotròfica (453 g de C m-2 any) repre-senta el 76% de la producció neta, (593 g de C m-2 any-1).

EEllss nnoossttrreess bboossccooss eexxppeerriimmeenntteenn ccaannvviisspprrooffuunnddss

Peñuelas i Boada (2003) han comparat ladistribució de la vegetació actual del Mont-seny (Barcelona) amb la de 1945 i han pogutapreciar una progressiva substitució dels eco-sistemes temperats (les fagedes) pels medite-rranis (alzinars). Les fagedes s’han desplaçaten altitud, uns 70 m fins aconseguir les alti-tuds màximes (1.600-1.700 m). A altituds mit-janes les landes de Calluna van sent reem-plaçades pels alzinars, de manera que l’alzinaes troba ja a altituds tan inesperades com els1.400 m. Les condicions progressivamentmés càlides i àrides, junt als canvis d’ús delsòl, entre els quals s’ha de destacar l’abando-nament de la gestió tradicional i la pràcticadesaparició dels incendis associats a la rama-deria (actualment prohibits en el Montseny),expliquen aquests canvis en un exemple para-digmàtic de com interaccionen els diferentscomponents del canvi global.

L’increment de la temperatura es reflecteixclarament en la resposta fenològica de les

46

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 46

plantes, atès que la fenologia és particular-ment sensible a les variacions de temperatura.Les fases fenològiques que tenen lloc a la pri-mavera, com la brotada de les fulles, o l’acti-vació de les gemmes resulten molt més sensi-bles a les variacions de temperatura mentreque les fases que tenen lloc a la tardor, com lacaiguda de la fulla dels caducifolis, amb proufeines difereixen entre espècies. Durant lesúltimes dècades són cada vegada més abun-dants les observacions basades en la XarxaInternacional de Jardins Fenològics creada al1957 per Schnelle. Aquesta xarxa porta aterme observacions sistemàtiques de les datesen què tenen lloc les diferents fases fenològi-ques de moltes plantes. Utilitzant les observa-cions de l’esmentada xarxa, Menzel i Fabian(1999) han posat de manifest que les fases pri-maverals, tals com la brotada de les fulles,s’han avançat a Europa, de mitjana, 6,3 diesen el període de 1959 a 1996, o sigui, una mit-jana de 0,21 dies/any. Paral·lelament, les fasestardorals s’han allargat 4,5 dies durant elmateix període, o el que és el mateix, 0,15dies/any d’on es dedueix que el període vege-tatiu s’ha allargat 10,8 dies des dels anys 60.Ni totes les espècies responen de la mateixamanera ni els canvis observats es produeixenamb la mateixa intensitat a totes les latituds.

Rotzer i Chmielewski (2000) han analitzatles dades existents a Europa sobre les datesd’inici i final del període vegetatiu i altresvariables fenològiques. Aquests autors hanrelacionat les fases fenològiques de diferentsespècies amb l’altitud i la latitud de cada lloc,i han trobat una dependència estreta tal i coms’hauria d’esperar atesa la dependència de lafenologia respecte de la temperatura i ladependència d’aquesta respecte de les coor-denades geogràfiques.

A mesura que ens desplacem de sud anord, una distància de 100 km, l’inici del perí-ode vegetatiu es retarda 2,3 dies. A més unincrement de 100 m en l’altitud, es tradueix enun retard de 3,1 dies. A mesura que ens des-placem cap a l’oest, el gradient de continen-talitat es tradueix en un retard del comença-ment del període vegetatiu de 0,5 dies percada 100 km. Segons aquestes relacions, eldia de l’any que correspon a l’inici del períodevegetatiu es pot escriure com:

Ipv = 0.5 LON’+2.3 LAT’+ 3.1 ALT – 32.6 (1)

on la variable LON’ és la longitud equivalentexpressada com la distància del punt al meri-dià de Greenwich a centenars de km (km/100);LAT’ és la latitud equivalent expressada anà-logament com la distància del punt a l’equa-dor en centenars de km i ALT’ és l’altitud equi-valent expressada en centenars de m (m/100).

Segons aquests autors, podem escriurel’equació que defineix el final del període

vegetatiu de manera anàloga a com hem defi-nit l’inici com:

Fpv = – 0.2 LON’– 0.1 LAT’ –1 ALT + 310.6 (2)

El final del període vegetatiu s’avança 0,1dies a mesura que ens desplacem de sud anord una distància de 100 km. Un increment de100 m en altitud, es tradueix en un avanç d’undia. A mesura que ens desplacem cap a l’oest,el gradient de continentalitat es tradueix en unavanç de 0,2 dies per cada 100 km de des-plaçament cap a l’est o, el que és el mateix, sisumem els 0,5 dies de retard de l’inici als 0,2dies d’avanç del final, resulta que el períodevegetatiu s’escurça 0,7 dies per cada 100 kmque ens desplacem cap a l’est, com a conse-qüència del gradient de continentalitat.

Ateses les característiques físiques d’Euro-pa amb el mar Mediterrani que ocupa unpaper preponderant a latituds inferiors als 45°,la presència del Mediterrani condiciona el gra-dient de continentalitat de manera que, en leszones pròximes a la costa, les diferències est-oest es manifesten, si ho fan, de manera ate-nuada. A mesura que ens desplacem des delatituds de 45°N cap a latituds més baixes, elgradient de continentalitat s’atenua progressi-vament fins a desaparèixer quasi completa-ment cap als 34°N. Per prendre en considera-ció aquest efecte de la presència del Medite-rrani, hem calculat una correlació empíricaque, incorporem a les equacions anteriors deRotzer i Chmielewski.

D’aquesta manera, l’inici del període vege-tatiu a Europa es pot estimar com:

Ipv = 0.5 LON’ + 2.3 LAT’ + 3.1 ALT – – 32.6 – 0.045 LON’ (54-LAT’) (3)

i el dia que correspon al final del període vege-tatiu, com:

Fpv= – 0.2 LON’– 0.1 LAT’– 1 ALT+ + 310.6 + 0.018 LON’ (54-LAT’) (4)

Aquestes correccions introdueixen l’efectede suavitzat del clima per la presència delMediterrani. Aquest efecte de suavitzat resul-ta particularment important entre els 34°N i els45°N, que correspon a distàncies aproxima-des de l’equador de 4.000 i 5.400 km. L’efec-te de la longitud sobre el període vegetatiu de0,7 dies/100 km s’amorteix progressivament amesura que ens desplacem cap al sud persota dels 45° de latitud N.

A partir d’aquests resultats resulta possiblerelacionar el valor d’aquestes variables fenolò-giques en cada punt del continent amb la sevatemperatura i precipitació, la qual cosa permetexplorar com variaran les esmentades varia-bles sota diferents escenaris futurs. Els canvisen la durada del període vegetatiu resulten

47

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 47

particularment importants per entendre elcomportament de la vegetació en les dècadesfutures. Tant les dates d’inici com de final delperíode vegetatiu estan molt estretament con-trolades per la temperatura per la qual cosa espot pensar que un increment n’anticiparà l’ini-ci i en retardarà el final tot provocant un allar-gament de la durada de l’activitat de les plan-tes. Aquesta elongació del període vegetatiusuposa la capacitat de transpirar una quantitatsuplementària d’aigua. Tanmateix, en les con-dicions mediterrànies en les quals l’aiguaresulta, ara per ara, el factor més limitant per ala vegetació i on tant els models com lesobservacions empíriques indiquen una reduc-ció de la disponibilitat hídrica, el conflicte entreaugment de la necessitat d’aigua i reducció dela disponibilitat pot suposar condicions local-ment difícils o impossibles de superar per aalgunes espècies. L’exploració d’aquestescondicions futures resulta molt complexa atèsque, per una banda, les respostes no són line-als i, per l’altra, les interaccions entre diferentsprocessos fisiològics compliquen enormementl’anàlisi. Per explorar com es modificarà ladurada del període vegetatiu en el futur i elsseus efectes sobre la vegetació hem aplicatuna aproximació que combina les observa-cions de Rotzer i Chmielewski amb la potènciadel model de simulació del creixement demasses forestals GOTILWA+.

L’estat vegetatiu d’una espècie en unmoment qualsevol és el resultat de la integra-ció de la temperatura fins aquest moment. Laplanta actua com un integrador de les condi-cions de temperatura que va experimentant.Quan s’aconsegueixen determinats llindars,específics de cada espècie, es desencadenenles diferents fases fenològiques de l’espècie.En un dia determinat, d, en què la temperatu-ra mitjana és td °C, l’estat vegetatiu de la plan-ta experimenta un canvi equivalent a:

(5)

on t0 és la temperatura llindar a la qual la taxafotosintètica de la planta es fa mínima i t1 latemperatura llindar a la qual aconsegueix elseu valor màxim. El terme τ reflecteix la inèr-cia temporal amb què la planta respon alscanvis diaris de temperatura i Vd és l’estatvegetatiu de la planta en el dia d que s’ex-pressa amb:

ΔV

t tt t

V

d

dd

=

−−

− −0

1 01

τ

48

Figura 8. Distribució geogràfica de les dates d’inici (adalt), final (centre) i durada total (a baix) del períodevegetatiu de la vegetació a Europa segons el modelde Rotzer i Chmielewski (2000) basat en lesobservacions de la Xarxa Internacional de JardinsBotànics Fenològics modificat i corregit perconsiderar l’efecte sobre el clima de la presència delMediterrani per a latituds inferiors a 45º.

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 48

Vd = Vd-1 + ΔVd (6)

En altres paraules, l’efecte de la tempera-tura d’un dia qualsevol depèn del rang detemperatures (t0 – t1) a la qual l’espècie enqüestió resulta sensible.

D’aquesta manera, a partir d’una sèrie detemperatures diàries, s’obté una funció d’es-tat vegetatiu com la que es mostra a la figura9. En qualsevol moment de l’any, la capacitatfotosintètica màxima potencial de l’espèciequeda modulada per un factor k que variaentre un valor mínim 0 i un valor màxim 1 demanera que k=0 si Vd <0 i l’activitat de la plan-ta és nul·la. Quan 0≤Vd<1, k=Vd. Aquestasituació correspon a les condicions de transi-ció del repòs a l’activitat en primavera o del’activitat al repòs a la tardor. Quan Vd ≥1, k=1i la planta es troba en plena activitat.

Amb els valors obtinguts amb les equa-cions de Rotzer i Chmielewski a cada píxel,hem aplicat un procediment d’inversió demanera que, a partir de la sèrie de temperatu-res diàries 1960-1990, determinem els valorsde la temperatura llindar màxima que dónacom a resultat una durada del període vegeta-tiu igual a l’observada en l’esmentat píxel.Quan la temperatura llindar mínima (t0) resultaescassament variable en el procediment d’es-timació del llindar màxim, hem fixat els valorsde t0=6°C i τ =3.

Un cop obtinguda la temperatura llindarmàxima, resulta possible, si es disposa de lessèries de temperatures futures estimades per acada píxel pels models de circulació atmosfèri-ca, aplicar el model de les equacions 5 i 6 perdeterminar com variarà la durada del períodevegetatiu en el futur. D’aquesta manera obte-nim els valors que es representen en els mapesde la figura 10 que corresponen a la durada delperíode vegetatiu estimada per als anys 2020,2050 i 2080 i s’assumeixen els valors de tem-peratura i precipitació de cada píxel de 10’ x

49

1995 1996 1997 1998 1999

d∆

V d

1995 1996 1997 1998 19991995 1996 1997 1998 19991995 1996 1997 1998 1999

∆V d

Valo

r de

l’est

at v

eget

atiu

(Vd)

∆V d

Figura 9. Evolució de l’activitat vegetativa de Quercusilex entre els anys 1995 i 1999 a les muntanyes dePrades (Tarragona) calculada a partir de lestemperatures diàries de la regió. Les temperaturesllindars són t0 =6ºC, t1=12ºC i t =3. La durada mitjanadel període vegetatiu durant els cinc anys va ser de199 dies.

Figura 10. Durada total del període vegetatiu de lavegetació a Europa estimada per als anys 2020 (adalt), 2050 (centre) i 2080 (a baix) estimada pelmodel GOTILWA+ en un escenari socioeconòmic A2(IPCC, 2003) segons les condicions climàtiquesprojectades pel model HadCM3.

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 49

10’ que prediu el model HadCM3 del HadleyCenter sota un escenari socioeconòmic mode-rat (escenari A2, IPCC, 2003).

Resulta molt interessant analitzar les pautesde variació de la durada del període vegetatiuque prediu el model GOTILWA+. El períodevegetatiu s’allarga de manera desigual demanera que, a l’any 2080 la seva durada en elMediterrani passa de 207 a 257 dies mentreque a la regió boreal s’allarga de 140 a 173dies. Si fem la comparació per països, en elspaïsos escandinaus tindrà una durada de 30dies superior a l’actual mentre que en els paï-sos del Mediterrani s’allargarà entre 44 i 60 dies(els casos d’Espanya i Portugal respectiva-ment). La taula 1 resumeix els valors calculats apartir dels ajustos de les observacions realitza-des entre 1960 i 1990 i els valors estimats encadascun dels països europeus i en cadascunade les àrees climàtiques del continent els anys2020, 2050 i 2080. El valor mitjà que s’assignaa cada país correspon a la mitjana dels valorsde tots els píxels de 10’ x 10’ que corresponena l’àrea ocupada per cada país o per cada àreabioclimàtica respectivament.

Atès que la disponibilitat hídrica és el factorcrític per avaluar els efectes del canvi climàticsobre els nostres boscos, aquest allargamentdel període vegetatiu associat principalment al’increment de la temperatura, pot comportar unaugment de l’aigua transpirada que s’afegeix amés evaporació potencial, que resulta de l’aug-ment de temperatura. En aquells enclavamentsen què el bosc disposi d’aigua suficient com percompensar aquesta demanda hídrica més gran,és de preveure un augment de la produccióforestal. Ara bé, a les àrees deficitàries d’aigua,que representen la major part dels ecosistemesterrestres del nostre país, es poden esperarcanvis importants que van des de la reduccióde la densitat d’arbres fins a canvis en la distri-bució d’espècies (Gracia et al., 2002, Ecosiste-mes AEET). En casos extrems, el bosc queactualment ocupa algunes àrees pot ser substi-tuït pel matoll i àrees actualment ocupades permatolls poden patir els efectes de l’erosió.

Per això resulten tan importants els experi-ments de camp en què es manipula experi-mentalment la temperatura i la disponibilitathídrica de l’ecosistema per estudiar els canvisfuncionals i estructurals que poden tenir lloc enels ecosistemes si es compleixen les previsionsdels models climàtics d’un augment de la tem-peratura acompanyat d’una reducció de la pre-cipitació en el sud d’Europa. Un d’aquestsexperiments es porta a terme en un alzinar debosc baix de les muntanyes de Prades (Tarra-gona). Es tracta d’un bosc que havia estatintensament carbonejat. En l’actualitat, elspeus arriben a uns 6 m d’alçada i una densitatd’uns 17.000 peus/ha (2.000 soques/ha ambuna densitat mitjana de 8.5 peus/soca). El boscestà dominat per Quercus ilex, Phillyrea latifolia

i Arbutus unedo. A l’experiment s’exclou unafracció de la pluja fins aconseguir una disminu-ció d’un 15% de la humitat del sòl. Aquestareducció de l’aigua disponible alenteix elscicles de l’aigua, del C, del N i del P i afecta tantla fisiologia com la demografia de les espècies.Aquests resultats confirmen les pautes de res-posta obtingudes en un experiment anterior defertilització i irrigació (Sabaté i Gracia, 1994) enquè es va obtenir una resposta ja sigui respec-te a la irrigació, que va afectar positivament lataxa de creixement dels arbres, com respecteal nitrogen que va tenir efectes notoris sobre ladinàmica foliar. A l’experiment actual, la reduc-ció del 15% d’humitat en el sòl ha reduït el crei-xement diametral dels troncs en un 37%, enca-ra que no totes les espècies es veuen afecta-des en igual proporció. Mentre que unes són

50

Taula 1. Valors mitjans de la durada del períodevegetatiu (dies) en les diferents àrees climàtiques ipaïsos d'Europa. Les dades de la columna 1960-1990estan basades en l'equació de Rotzer i Chmielewski(2000) elaborada a partir de les dades observades ala Xarxa Internacional de Jardins Fenològics. Lesdades dels anys 2020, 2050 i 2080 són el resultatobtingut amb el model de creixement forestalGOTILWA+ (Gracia et al., 2000) a l'escenari climàticque preveu el model de circulació atmosfèricaHadCM3 en un escenari socioeconòmic A2 de l'IPCC(2001). L'algoritme utilitzat per a la simulació delperíode vegetatiu es descriu en el text. Cada valor ésla mitjana dels valors obtinguts als píxels de 10' x 10'que cobreixen cada àrea climàtica o cada paísrespectivament.

1960-1990 2020 2050 2080

Tipus de ClimaÀrtic 111,6 105,9 120,1 149,5Alpí 133,6 133,3 141,3 162,6Boreal 140,4 146,6 154,1 173,3Continental 175,3 182,0 188,6 207,4Atlàntic 186,1 195,4 205,3 228,3Mediterrani 206,6 223,1 230,3 256,5

PaísAlemanya 176,6 183,4 190,6 208,7Anglaterra 183,5 194,4 205,5 227,7Àustria 156,1 163,3 171,6 190,4Bèlgica 187,0 195,2 201,5 219,1Bulgària 185,5 194,5 200,4 221,0Dinamarca 172,5 177,1 187,7 203,1Eslovàquia 168,5 175,0 182,2 202,0Eslovènia 176,7 185,4 193,8 211,2Espanya 200,7 212,6 221,7 245,4Estònia 150,7 157,2 167,3 188,1Finlàndia 128,4 133,3 141,5 160,1França 192,5 202,6 208,0 231,1Grècia 205,0 219,2 223,2 250,2Holanda 187,6 193,9 201,9 220,4Hongria 184,9 190,2 197,2 215,9Irlanda 192,2 202,9 215,9 240,5Itàlia 189,7 198,3 206,5 227,5Letònia 154,8 160,0 170,9 190,4Liechtenstein 157,0 155,2 168,1 186,3Lituània 159,3 164,0 174,5 193,5Luxemburg 180,4 187,4 195,8 209,9Noruega 123,9 119,0 129,6 154,7Polònia 169,5 175,0 182,9 201,2Portugal 218,1 237,9 251,4 278,6Romania 175,2 182,1 186,8 207,4Suècia 134,6 138,3 143,1 164,9Suïssa 149,9 152,4 165,1 183,9Txèquia 168,3 173,4 182,5 199,3Europa 168,5 176,2 183,9 205,4

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 50

extremadament sensibles, com Arbutus unedoi Quercus ilex, que mostren una reducció delcreixement del diàmetre del 77 i el 55% res-pectivament, altres espècies com Phillyrea lati-folia no presenten resposta apreciable. Anàlo-gament, la mortalitat mostra un patró semblantja que en condicions de sequera augmenta lamortalitat i Arbutus unedo i Quercus ilex mos-tren una mortalitat més elevada que Phillyrealatifolia. En condicions de sequera l’acumulacióde biomassa total aèria del bosc, calculadaaplicant equacions al·lomètriques, ha disminuïtun 42% (Ogaya et al., 2003).

Altres experiments presenten resultats queresulten congruents amb els que acabem decomentar i apunten a la mateixa direcció. Enun alzinar cremat de Castelltallat (Barcelona)durant l’estiu de 1998, s’estan investigant elsfluxos de carboni en el bosc en regeneraciódesprés de l’incendi. Atesa l’elevada densitatde plantes nascudes de llavor que poden arri-bar a originar-se, el tractament de reducciód’aigua s’ha combinat amb un tractament dereducció de la densitat de plantes nascudesde llavor per explorar les possibilitats d’actuarsobre el balanç final del carboni del bosc mit-jançant diferents alternatives de gestió.Alguns resultats preliminars es resumeixen ales taules 2 i 3.

En aquells tractaments en què no s’hareduït la densitat de plantes nascudes de llavor,

la competència entre peus és tan intensa quel’efecte de reduir en un 15% la pluja que arribaal sòl, no té efecte significatiu sobre el creixe-ment. Per contra, en els tractaments amb tala,el creixement diametral és més gran i l’efectede reduir la precipitació resulta significatiu.

Aquests experiments estan posant demanifest que, sota condicions més àrides queles actuals els boscos mediterranis podenreduir notablement les seves taxes de creixe-ment i, per tant, la seva capacitat per actuarcom a embornals de carboni atmosfèric. Amés, ja que no totes les espècies resultenigualment afectades, a llarg termini es pro-duirà un canvi en la composició específica delbosc, i resultaran més afavorides les espèciesmés resistents a la sequera en detriment deles que presenten menor resistència.

Davant d’aquesta perspectiva resulta fona-mental explorar la capacitat de gestionar elsnostres ecosistemes amb la perspectiva deminimitzar els efectes adversos del canviclimàtic que, en les nostres latituds, depenenfonamentalment de la disponibilitat hídrica.Reduir la densitat d’algunes masses forestalsextremadament denses, sobretot aquellesque s’han originat per rebrot de soques prè-viament tallades repetidament, pot resultar útilperquè, com hem vist, contribueix a reduir larespiració del bosc i, en distribuir l’aigua dis-ponible entre un menor número de peus, con-tribueix a millorar el balanç hídric dels arbres ipermet superar, en alguns casos, els efectesadversos de sequeres prolongades.

BBiibblliiooggrraaffiiaa

AGENCIA EUROPEA DEL MEDIO AMBIENTE (2006).Greenhouse gas emission trends and pro-jections in Europe 2006.. 27 Oct 2006

ALMARZA, C. (2000). Respuesta al Calenta-miento Global de la serie de temperaturamedia anual de Madrid. Actas de la IIAsamblea Hispano-Lusa de Geodesia yGeofísica.

AYALA-CARCEDO, F.J. (2003). Impactos delCambio Climático sobre los recursos hídri-cos en España y viabilidad física y ecológi-ca del Plan Hidrológico Nacional 2001. A:ARROJO i DEL MORAL (eds.), La DirectivaMarco del Agua: Realidades y Futuros, pp.253-271. Fundación Nueva Cultura delAgua, Zaragoza.

BELLOT, J. (1989) Análisis de los flujos de ladeposición global, trascolación, escorren-tía cortical y deposición seca en el encinarmediterráneo de L’Avic. PhD Thesis, Uni-versidad de Alicante, España.

GRACIA, C., SABATÉ, S. i TELLO, E. (1997). Mode-lling the response to climate change ofMediterranean forest managed at differentthinning intensities: effects on growth andwater fluxes. A: MOHREN, G.M.J., KRAMER,

51

Taula 2. Diàmetre mitjà (mm) a l'hivern del 2005 deles alzines rebrotades després de l'incendi de 1998.Noteu que en els tractaments sense tala, en què nos'ha reduït la densitat de plantes nascudes de llavor,la competència entre peus és tan intensa que l'efectede reduir en un 15 per cent la quantitat de pluja quearriba al sòl, no té efecte significatiu sobre elcreixement. Per contra, en els tractaments amb tala,el creixement diametral és més gran i l'efecte dereduir la precipitació resulta significatiu.

GestióAmb tala Sense tala

Precipitació 44,5±1,4 (*) 31,3±2,6Aigua en el sòl

Sequera (-15%) 41,4±2,2 (*) 31,1±1,1

Taula 3. La taxa de creixement relatiu a l'hivern del2005, de les alzines de Castelltallat (Barcelona)rebrotades després de l'incendi de 1998. Noteu queen els tractaments sense tala, en què no s'ha reduïtla densitat de plançons, la competència entre peus éstan intensa que l'efecte de reduir en un 15 per centla quantitat de pluja que arriba al sòl, no té efectesignificatiu sobre la taxa de creixement relatiu. Percontra, en els tractaments amb tala, la taxa decreixement relatiu és més gran i l'efecte de reduir laprecipitació resulta significatiu.

GestióAmb tala Sense tala

Precipitació 0,35±0,04 (*) 0,20±0,02Aigua en el sòl

Sequera (-15%) 0,31±0,01 (*) 0,19±0,01

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 51

K. i SABATÉ, S. (eds.), Impacts of GlobalChange on Tree Physiology and ForestEcosystems, pp. 243-252. Kluwer Acade-mic Publishers, Dordrecht.

GRACIA, C.A., SABATÉ, S., MARTÍNEZ, J.M. i ALBE-ZA, E. (1999a). Functional responses tothinning. A: RODÀ F., RETANA J., GRACIA C. iJ. BELLOT (eds.), Ecology of MediterraneanEvergreen Oak Forests. Ecological Estu-dies, 137: 329-338.

GRACIA, C.A., TELLO, E., SABATÉ, S. i BELLOT(1999b). GOTILWA: An integrated model ofwater dynamics and forest growth. A: RODÀF., RETANA J., GRACIA C. i BELLOT J. (eds.),Ecology of Mediterranean Evergreen OakForests. Ecological Estudies, 137: 163-179.

GRACIA, C.A., SABATÉ, S., LÓPEZ, B. i SÁNCHEZ,A. (2001). Presente y futuro del bosquemediterráneo: balance de carbono, gestióny cambio global. Publicación del Simpo-sium de la SEET. Sociedad Española deEcología Terrestre celebrado en Granada,Febrero 2000.

GRACIA, C.A., SABATÉ, S. i SÁNCHEZ, A. (2002). Elcambio climático y la reducción de lareserva de agua en el bosque mediterrá-neo. Ecosistemas 2 http://www.aeet.org/ecosistemas/022/investigacion4.htm

GRACIA, C.A. (2006). El Bosc de Poblet i elrepte del Canvi Climàtic. 2es Jornadessobre el Bosc de Poblet i les Muntanyes dePrades pp. 221-243.

INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGÍA (2002).Valores normales y estadísticos de obser-vatorios meteorológicos principales (1971-2000). Vols. 1-5.

IPCC. (2001). The Scientific Basis. ThirdAssessment Report of Working Group I, A:J.T. HOUGHTON, D. YIHUI, et al. (eds.), Cam-bridge Univ. Press, Cambridge.

IPCC. 2007. The Physical Science Basis..Fourth Assessment Report of WorkingGroup I. A: SOLOMON, S., QIN, D., MANNINGM., MARQUIS, M., AVERYT, K., TIGNOR,M.M.B., MILLER, H. i CHEN, Z. (eds.), Cam-bridge Univ. Press, Cambridge.

KRAMER, K, LEINONEN, I., BARTELINK, H.H., BERBI-GIER, P., BORGHETTI, M., BERNHOFER, CH.,CIENCIALA, E., DOLMAN, A.J., FROER, O., GRA-CIA, C.A., GRANIER, A., GRÜNWALD, T., HARI, P.,JANS, W., KELLOMÄKI, S., LOUSTAU, D., MAGNA-NI, F., MATTEUCCI, G., MOHREN, G.M.J.,MOORS, E., NISSINEN, A., PELTOLA, H., SABATÉ,S., SANCHEZ, A., SONTAG, M., VALENTINI, R. iVESALA, T. (2002). Evaluation of 6 process-based forest growth models based oneddy-covariance measurements of CO2 andH2O fluxes at 6 forest sites in Europe. GlobalChange Biology, 8: 213-230.

LÓPEZ, B., SABATÉ, S., RUÍZ, I. i GRACIA, C. (1997).Effects of elevated CO2 and decreased

water availability on holm oak seedlings incontrolled environment chambers. A: MOH-REN, G.M.J., KRAMER, K. i SABATÉ, S. (eds.),Impacts of Global Change on Tree Physio-logy and Forest Ecosystems, pp. 125-133.Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.

LÓPEZ, B., SABATÉ, S. i GRACIA, C. 1998. Fineroots dynamics in a Mediterranean forest:effects of drought and stem density. TreePhysiology, 18: 601-606.

LÓPEZ, B., SABATÉ, S. i GRACIA, C.A. (2001a).Annual and seasonal changes of fine rootsbiomass of a Quercus ilex L. forest. Plantand Soil, 230: 125-134.

LÓPEZ, B., SABATÉ, S. i GRACIA, C.A. (2001b).Fine root longevity of Quercus ilex. NewPhytologist, 151(3): 437-441.

MENZEL, A. i FABIAN, P. 1999. Growing seasonextended in Europe. Nature, 397: 659.

OGAYA, R., PEÑUELAS, J., MARTÍNEZ-VILALTA, J. iMANGIRÓN, M. (2003). Effect of drought ondiameter increment of Quercus ilex, Philly-rea latifolia, and Arbutus unedo in a holmoak forest of NE Spain. Forest Ecology andManagement. 180: 175-184.

PARRY, M., PARRY, C. i LIVERMORE, M. (eds.) (2000).Valoración de los efectos potenciales delcambio climático en Europa (Informe ACA-CIA de la Comisión Europea, Resumen yconclusiones), Universidad de Castilla-LaMancha-Iberdrola, Toledo, 29 pp.

PEÑUELAS, J. i BOADA, M. (2003). A global chan-ge-induced biome shift in the Montsenymountains (NE Spain). Global Change Bio-logy, 9: 131-140.

PEÑUELAS, J., FILELLA, I., LLUSIÀ, J., SISCART, D. iPIÑOL, J. (1998). Comparative field study ofspring and summer leaf gas exchange andphotobiology of the mediterranean treesQuercus ilex and Phillyrea latifolia. Journalof Experimental Botany, 49: 229-238.

PETIT, J.R., JOUZEL, J., RAYNAUD, D., BARKOV,N.I., BARNOLA, J.-M., BASILE, I., BENDER, M.,CHAPPELLAZ, J., DAVIS, M., DELAYQUE, G.,DELMOTTE, M., KOTLYAKOV, V.M., LEGRAND,M., LIPENKOV, V.Y., LORIUS, C., PÉPIN, L., RITZ,C., SALTZMAN, E. i STIEVENARD, M. (1999). Cli-mate and atmospheric history of the past420,000 years from the Vostok ice core,Antarctica. Nature, 399: 429-436.

CHMIELEWSKY, F.M. i RÖTZER, T. (2002). Annualand spatial variability of the beginning ofthe growing season in Europe in relation toair temperature. Climate Research, 19:257-264.

SABATÉ, S., GRACIA, C.A. i SÁNCHEZ, A. (2002).Likely effects of Climate Change on growthof Quercus ilex, Pinus halepensis, Pinuspinaster, Pinus sylvestris and Fagus sylvaticaforests in the Mediterranean Region. ForestEcology and Management, 162: 23-37.

52

atz16039-gra 12/2/08 09:17 Página 52