Mejorar las funciones de los ecosistemas forestales mediante la optimización de la disposición espacial de las especies arbóreas

El estudio se realizó utilizando datos empíricos de campo combinados con modelos informáticos avanzados y simulaciones por investigadores del Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad (iDiv), la Universidad de Leipzig, la Universidad Friedrich Schiller de Jena y el Centro Nacional Francés para la Investigación Científica (CNRS).

Los investigadores simularon bosques virtuales con múltiples disposiciones de especies arbóreas, como diseños en bloques y minibloques, plantaciones en líneas simples y dobles, y distribuciones completamente aleatorias.

Los investigadores descubrieron que la disposición de las especies arbóreas en un bosque, ya sea agrupadas o dispersas aleatoriamente, afecta la productividad. Esta denominada heterogeneidad espacial de las especies, que se refiere a los patrones de distribución de las especies dentro de un bosque, como la plantación en bloques o en líneas, afecta el ciclo de nutrientes a través del ecosistema. Durante décadas, la investigación sobre biodiversidad ha enfatizado los beneficios de mezclar especies para la productividad y el almacenamiento de carbono. Sin embargo, este enfoque rara vez se implementa, en gran parte debido a la ausencia de directrices prácticas que consideren las limitaciones forestales reales, explica el primer autor, Rémy Beugnon, investigador postdoctoral en iDiv.

Los modelos muestran que los diseños de plantación aleatorios aumentaron la biomasa arbórea en un 11 % en comparación con los diseños agrupados. Una distribución más uniforme de las especies arbóreas promueve la distribución uniforme de las hojas caídas, lo que impulsa los nutrientes y el reciclaje de materia orgánica, según los autores.

La tasa de descomposición del carbono después de nueve meses también aumentó con una mayor heterogeneidad espacial, pasando del 36,5 % del carbono descompuesto en diseños en bloques al 47,1 % en diseños aleatorios. Cabe destacar que la plantación en líneas —donde se utilizan hileras alternadas de diferentes especies de árboles— proporcionó un equilibrio entre los beneficios ecológicos y la facilidad de gestión forestal, logrando una descomposición del 40,4 % del carbono después de nueve meses.

Otro factor clave es la diversidad general y el número de especies presentes en una masa forestal determinada, independientemente de su disposición. Los bosques más diversos, con una amplia gama de especies presentes, mostraron un mayor ciclo del nitrógeno y el carbono en comparación con las configuraciones menos diversas. Esto proporciona un mayor equilibrio. Desde un punto de vista práctico, los investigadores señalan el equilibrio necesario entre la obtención de beneficios ecológicos y la gestión forestal. Si bien los diseños de plantación aleatorios maximizan los resultados ecológicos —incluyendo una mayor biodiversidad, un mejor ciclo de nutrientes y la captura de carbono—, la plantación en línea ofrece una solución intermedia viable, simplificando tareas como el aclareo y la cosecha.

De cara al futuro, los investigadores prevén ampliar estos hallazgos informáticos mediante la realización de experimentos de campo a largo plazo para validar los resultados del estudio en contextos reales. Dichos ensayos investigarían más a fondo la interacción entre la diversidad de especies arbóreas, la disposición espacial y la función del ecosistema, lo que contribuiría al desarrollo de nuevos enfoques para la reforestación y la silvicultura sostenible.

«Este estudio es un ejemplo importante de cómo la investigación básica puede fundamentar las aplicaciones de gestión en condiciones de campo: podemos aprovechar la biodiversidad en los bosques si la organizamos correctamente», afirma Nico Eisenhauer, profesor de la Universidad de Leipzig y jefe de grupo en iDiv.

«Además, vemos cómo las interacciones locales entre los árboles, su microclima y la biodiversidad del suelo pueden ampliarse para mejorar múltiples servicios ecosistémicos en los bosques», concluye.

Fuente: Beugnon, R., Albert, G., Hähn, G. et al. Mejorar las funciones de los ecosistemas forestales mediante la optimización de la disposición espacial de las especies de árboles. Nat Commun 16, 6286 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-61389-7