El trabajo explota un gran volumen de datos satelitales y ambientales y, con la ayuda del aprendizaje automático, identifica los principales factores que aumentan la vulnerabilidad al calentamiento global de los bosques europeos.

Los algoritmos muestran que el 60 % de los bosques europeos son cada vez más vulnerables al efecto de los vientos, los incendios y las plagas de insectos. Los algoritmos también dan muestra de las características que hacen a cada tipo de bosque más o menos resiliente, lo que podría contribuir a una mejor gestión de estos ecosistemas naturales de cara a mejorar su capacidad de resistencia.

Más de la mitad de la biomasa forestal de Europa podría perderse en pocas décadas debido a perturbaciones naturales provocadas por el clima, como incendios o brotes de insectos, según informa el estudio publicado en Nature Communications.

Los bosques siempre se han visto afectados por perturbaciones como incendios, vientos fuertes y brotes de plagas naturales, pero el cambio climático y la transformación en los usos del suelo pueden incrementar estas amenazas. De aquí la importancia de cuantificar la vulnerabilidad de los bosques a tales perturbaciones, así como sus tendencias a lo largo del tiempo y sobre grandes escalas geográficas como el continente europeo.

Algoritmos, datos de satélite y perturbaciones.

El estudio cuantifica y mapea la vulnerabilidad de los bosques europeos a estas tres perturbaciones –fuego, viento y brotes de plagas de insectos–, entre 1979 y 2018, mediante la integración de datos de perturbaciones y observaciones satelitales y el uso extensivo de algoritmos de aprendizaje automático (machine learning). Se calcula la vulnerabilidad en base a la cantidad de biomasa forestal que se pierde después de una perturbación determinada.

Los autores estiman que casi el 60 % de la biomasa forestal europea –más de 33 mil millones de toneladas– es muy sensible a las ráfagas de viento intenso, incendios, brotes de insectos o una combinación de estos.

En particular, la vulnerabilidad a los brotes de insectos ha aumentado en las últimas décadas, y lo ha hecho especialmente en los bosques del norte que se calientan más rápidamente, como en partes de Escandinavia y Rusia, que han experimentado aumentos en la vulnerabilidad a los insectos de alrededor del 2 % por década.

La metodología propuesta parte de un enfoque de aprendizaje automático basado exclusivamente en datos –observaciones de la Tierra, variables climáticas, y base de datos de perturbaciones forestales– y, por lo tanto, es reproducible y aplicable a gran escala.

“El aprendizaje automático ha jugado un papel importante en este estudio”, comenta Gustau Camps-Valls, coordinador del grupo Image and Signal Processing (ISP), en el IPL de la Universitat de València, premiado con dos proyectos ERC en este campo.

“Entrenamos algoritmos con cantidades masivas de datos para predecir las vulnerabilidades forestales en Europa durante los últimos 40 años. Esto no se podría haber hecho con los enfoques estadísticos tradicionales, o al menos con esa precisión. Y después analizamos e interpretamos estos datos para responder a por qué y cuándo los bosques se vuelven más vulnerables”, señala Camps.

“Lo hicimos mediante una estrategia novedosa para clasificar esos impactos en espacio y tiempo, de modo que obtuvimos medidas robustas de la relevancia relativa de cada variable”, añade.

Vulnerabilidad por tipo de bosque.

El estudio identifica las propiedades estructurales de cada bosque según el clima local y las condiciones topográficas, factores que influyen en la vulnerabilidad de las masas forestales a las perturbaciones.

Concluye, por ejemplo, que los rodales con árboles más altos y viejos tienden a sufrir daños por insectos, especialmente durante las sequías. Los bosques de climas fríos de Finlandia, el norte de Europa de Rusia y los Alpes (Italia, Francia, Suiza, Austria) y, en cierta medida, los bosques cálidos y secos del interior de la Península (España, Portugal) fueron identificados como los ecosistemas particularmente frágiles; se caracterizan por una alta vulnerabilidad general a las perturbaciones naturales y una intensificación progresiva debido a los cambios climáticos.

Estos resultados permiten caracterizar las vulnerabilidades de cada tipo de bosque, así como los factores más impactantes para su salud. Los resultados podrían ayudar a mejorar las prácticas de gestión del territorio, de forma que los bosques europeos adquieran una mayor resistencia ante el actual escenario de cambio global.