Este documento presenta los resultados de dos estudios que analizan los cambios en la distribución y abundancia de especies forestales en España a partir de los datos de los cuatro ciclos del Inventario Forestal Nacional. En el primer estudio, se utilizaron técnicas geoestadísticas para analizar los cambios en la distribución del pino silvestre y del haya en el Pirineo occidental, encontrando un aumento en su presencia y un desplazamiento hacia mayores altitudes y latitudes. En el segundo estudio, se analizaron los cambios en la abund

1. 64 2016. N.o 66
TÉCNICA
COLABORACIÓN
Introducción
El impacto del cambio global en nuestros
bosques está irrumpiendo como una de
las grandes preocupaciones de la sociedad
del siglo XXI (FAO, 2015). La detección y se-
guimiento de los efectos del cambio global
sobre los bosques constituyen uno de los
grandes retos a los que se enfrentan en la
actualidad científicos y gestores forestales.
Los inventarios forestales nacionales son
una herramienta útil para el seguimiento de
los posibles efectos derivados del impacto
del cambio global sobre los ecosistemas
forestales a lo largo del tiempo. Estas fuen-
tes de datos forestales a gran escala fueron
desarrolladas desde principios del siglo XX
Los cambios en la distribución de las especies y sus consecuencias en
la diversidad y estabilidad de los ecosistemas forestales son algunos
de los posibles efectos del cambio global. La detección y seguimiento
de estos cambios constituyen uno de los retos a los que se enfrentan
hoy científicos y gestores. En este artículo se muestran los resultados
de emplear técnicas geoestadísticas para analizar la dinámica de es-
pecies forestales a partir de los cuatro ciclos del Inventario Forestal
Nacional de España (IFN). Esta metodología ha sido aplicada: i) al
análisis de los cambios en elevación y latitud en la distribución del
pino silvestre (Pinus sylvestris L.) y del haya (Fagus sylvatica L.) en
el Pirineo occidental; y ii) al análisis de los cambios del área basimé-
trica del pino silvestre y del rebollo (Quercus pyrenaica Willd.) en el
Sistema Central. Los resultados indican un aumento de la distribución
del pino silvestre y del haya en el Pirineo, presentando cambios en
elevación y en latitud. Además los modelos muestran que el área basi-
métrica del pino silvestre se ha mantenido estable mientras que el del
rebollo se ha duplicado en el Sistema Central.
Cambios en la distribución
y abundancia de especies
forestales a partir del
Inventario Forestal Nacional
Daniel Moreno Fernández1
Ingeniero técnico forestal
Fernando Montes1
Dr. ingeniero de montes
Mariola Sánchez-González1
Dra. ingeniera de montes
Iciar Alberdi 2
Dra. ingeniera de montes
Rut Sánchez de Dios
Profesora de la Universidad
Complutense de Madrid
Dpto. Biología Vegetal
I. F. de Ciencias Biológicas
U. Complutense de Madrid
Isabel Cañellas
Dra. Ingeniera de Montes
Instituto Universitario de Gestión
Forestal Sostenible UVa-INIA
Laura Hernández 2
Dra. Ingeniera de Montes
1 Instituto Universitario de Gestión
Forestal Sostenible UVa-INIA
2 INIA-CIFOR

2. Asociación y Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales 65
en un gran número de países, y aunque
al principio su objetivo primordial era
la estimación de recursos forestales,
cada vez hay más ejemplos de su uso
como herramienta para evaluar los
efectos de cambio global sobre los
bosques (Mosien y Frescino, 2002). En
España, debido a diferentes vicisitudes
técnicas e históricas, las parcelas del
IFN no han sido siempre permanentes
y se han utilizado dispares técnicas de
muestreo, por lo que la comparación
entre los diferentes ciclos de inventa-
rios no se puede hacer de forma direc-
ta. Este hecho hace necesario innovar
y avanzar en nuevas técnicas estadísti-
cas que permitan analizar la evolución
de las masas forestales mediante la
comparación de todos los ciclos del
IFN, optimizando la información deriva-
da de los mismos.
Este artículo muestra los resulta-
dos de dos trabajos científicos que
proponen la comparación de la serie
completa de ciclos del IFN mediante
la aplicación de dos técnicas geoesta-
dísticas, el Universal Kriging (UK) y el
Universal Cokriging (UCK), a través de
dos casos de estudio. En el primer ca-
so de estudio se analizan los cambios
de distribución del pino silvestre y del
haya en el Pirineo navarro a lo largo
de gradientes latitudinal y altitudinal.
En el segundo se analizan los cambios
en abundancia del pino silvestre y del
rebollo en la vertiente madrileña del
Sistema Central.
Material y Métodos
Datos
En este estudio se emplean datos
del IFN en dos sistemas montaño-
sos de la Península Ibérica: el Pirineo
navarro y el Sistema Central en Madrid.
El IFN se desarrolla con una periodici-
dad aproximadamente decenal, siendo
la unidad de muestreo la provincia.
Actualmente se está realizando el cuar-
to ciclo (IFN-4), que dio comienzo en
el año 2008. A partir del Segundo
IFN (IFN-2, 1986-1996) se diseña un
inventario continuo con un muestreo
estadístico con distribución sistemá-
tica. A partir de ese momento, en la
mayoría de las provincias las parcelas
de muestreo de campo se sitúan en
zonas arboladas sobre los vértices de
la malla UTM de 1 km de lado, repitién-
dose las parcelas levantadas en los
anteriores inventarios. Sin embargo, la
homogeneización de los datos no ha
sido siempre posible y factores como
la localización de las parcelas o la
intensidad de muestreo varían entre
inventarios, por lo que la comparación
directa de sus datos a menudo no es
posible. En todos los ciclos del IFN
se identificaron las especies arbóreas
presentes en las parcelas, midiendo
las variables dasométricas mediante
muestreo relascópico en el IFN-1, y me-
diante muestreo en parcelas circulares
concéntricas con radio variable según
el diámetro de los árboles a partir del
IFN-2 (Tabla 1).
Caso de estudio A: Cambios en la dis-
tribución del pino silvestre y del haya
en el Pirineo occidental
El Pirineo navarro está caracterizado
por un importante gradiente altitudinal,
desde los 600 a los 2.400 m, donde
se pueden distinguir tres zonas climáti-
cas. La primera, la más septentrional,
de mayor elevación y con una menor
influencia atlántica, presenta una tem-
peratura media anual de 8 oC y una
precipitación de 1.063 mm. La segun-
da aparece en altitudes medias y es la
que presenta una mayor precipitación
media anual, 1.300 mm. La zona más
meridional ofrece características pro-
pias del clima submediterráneo, con 11
oC de temperatura media anual y 1.044
mm anuales, con una moderada sequía
estival. Las dos especies estudiadas
crecen entre los 600 y los 1.600 m de
altitud. El haya prefiere las zonas más
frescas y de mayor influencia oceánica,
mientras que el pino silvestre aparece
en zonas más continentales. En los
pisos de vegetación de menor altitud
esta especie se mezcla con distintas
especies del género Quercus, y por en-
cima de los 1.600 m, con el pino negro
(Pinus uncinata Ram.).
Para analizar la distribución de las
dos especies estudiadas, el pino sil-
vestre y el haya, se creó una variable
indicadora, en la que 0 implica au-
sencia, y 1, presencia. Se contabilizó
como presencia de una especie en una
parcela del IFN cuando aparecían pies
mayores, pies menores o regenerado
de la especie. Una vez creada la varia-
ble se modelizó la distribución de cada
una de las especies usando la técnica
UK. Esta técnica es un método de re-
gresión espacial en la que la variable
a predecir en un determinado punto
se puede expresar como la suma de
una función de las variables auxiliares
más un residuo que presenta auto-
correlación espacial. Como variables
auxiliares se usaron la altitud (m), el
cuadrado de la altitud, la latitud (km), la
orientación [cos(φ), coseno del azimut],
así como distintas interacciones entre
estas variables auxiliares. Para cada ci-
clo de IFN (Tabla 1) y especie se ajustó
un modelo UK.
Una vez aplicado el modelo UK a
la variable indicadora derivada de los
diferentes IFN, se pueden obtener
distintos mapas de predicción a lo
largo del periodo de tiempo que abar-
can los sucesivos ciclos del IFN. Se
diferencian las masas puras de cada
Inventario Forestal
Nacional
Tipo de inventario
Pirineo navarro Sistema Central
Año del inventario Número de parcelas Año del inventario Número de parcelas
Primero Relascópico 1971 203 1965 693
Segundo Parcelas circulares 1990 241 1990 1.919
Tercero Parcelas circulares 2000 437 2000 1.783
Cuarto Parcelas circulares 2010 497 2012 1.182
Tabla 1. Año, tipo y número de parcelas de los ciclos de IFN en las áreas de estudio

3. 66 2016. N.o 66
una de las especies de
las masas mixtas, don-
de coexisten ambas. Se
puede encontrar infor-
mación más detallada
sobre la metodología,
resultados y discusión
de este caso de estu-
dio en Hernández et al.
(2014).
Caso de estudio B:
Cambios en la abundan-
cia del pino silvestre y
del rebollo en el Sistema
Central
Se definió como área
de estudio la vertiente
madrileña del Sistema
Central. El clima, de ti-
po mediterráneo, está
caracterizado por impor-
tantes oscilaciones es-
tacionales así como por una marcada
sequía estival. Las orientaciones pre-
dominantes son la sur y sureste, con
una altitud comprendida entre 430 y
2.408 m. Al igual que en el caso de
estudio anterior, este importante gra-
diente altitudinal condiciona las tem-
peraturas y las precipitaciones. Así, la
temperatura media anual y la precipita-
ción total anual es de 535 mm y 15 oC
respectivamente en las zonas bajas, y
de 1.340 mm y 7 oC en las más altas.
En las zonas de menor altitud (<1.000
m) las especies dominantes son la
encina (Quercus ilex L.) y, en menor me-
dida, el pino piñonero (Pinus pinea L.).
En el siguiente piso altitudinal (1.000-
1.500 m) dominan los rebollares, y
hacia el suroeste, los pinares de pino
rodeno (Pinus pinaster Ait.). A partir de
los 1.500 m aparece el pino silvestre,
hasta los 2.000 m, donde desaparece
la vegetación arbórea, dando paso a
matorral y pastos de alta montaña.
La dinámica del pino silvestre y del
rebollo en la zona de estudio se anali-
zó mediante un modelo UCK espacio-
temporal, utilizando como covariables
el área basimétrica (m2 ha-1) de los
pies mayores de las dos especies.
El modelo UCK es una
extensión del UK pero
considerando dos o más
covariables. Esta técnica
es de especial utilidad,
ya que se asume que el
área basimétrica de una
especie no es indepen-
diente de la de la segun-
da especie. Así, el área
basimétrica del pino sil-
vestre o del rebollo en
un punto determinado
se estima mediante la
suma ponderada de los
valores que toma el área
basimétrica de ambas
especies en los puntos
de muestreo, dependien-
do el peso que multiplica
a cada observación de la
autocorrelación y la co-
rrelación espacial entre
variables y de las variables auxiliares.
Además, como variables auxiliares se
probaron la temperatura media anual
(oC), la temperatura media anual al
cuadrado y la precipitación total anual
(mm). Se puede encontrar información
más detallada de este caso de estudio
en Moreno-Fernández et al. (2016).
Resultados y discusión
Caso de estudio A: Cambios en la dis-
tribución del pino silvestre y del haya
en el Pirineo occidental
Los modelos UK aplicados mues-
tran un incremento del 8 % en la pre-
sencia del pino silvestre
y del 19 % en el caso
del haya desde 1971 a
2010, confirmando la ex-
pansión generalizada ob-
servada en los bosques
europeos en las últimas
décadas (FAO, 2015).
Los resultados indican
un desplazamiento hacia
latitudes más septentrio-
nales en el caso del pino
silvestre. Esta especie
muestra un incremento
de su presencia en lati-
tudes medias-septentrio-
nales del área de estu-
dio desde 1971 a 2000
y una reducción de su
presencia en latitudes
meridionales entre 2000
y 2010, donde puede
estar siendo desplazada
Figura 2. Análisis comparativo de la predicción de la probabilidad por ciclo de IFN de presencia del pino silvestre
y del haya en el Pirineo navarro basado en el modelo de UK por bloques y considerando la interacción
entre la altitud y la latitud. Fuente: Hernández et al. (2014)
Figura 1. Predicciones del modelo Universal Kriging para la distribución del pino silvestre
(negro), del haya (gris oscuro) y de las masas mixtas (gris claro) en el Pirineo navarro en
1971, 1990, 2000 y 2010. Fuente: Hernández et al. (2014)

4. Asociación y Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales 67
por especies de frondosas
más xerófilas como el roble
pubescente (Quercus pubes-
cens Mill). El desplazamien-
to de especies de coníferas
por especies frondosas más
xerófilas ha sido también en-
contrado en sistemas mon-
tañosos europeos (Gimmi
et al., 2010). En cambio,
se detecta un aumento de
la presencia del haya tanto
en latitudes medias-meridio-
nales (entre 1990 y 2010)
como en septentrionales
(principalmente entre 1971
y 1990). Por otro lado, se
observa una tendencia gene-
ral del desplazamiento de la
distribución de ambas espe-
cies hacia cotas más altas.
El pino silvestre presentaba
su óptimo en torno a los
700 m en 1971, mientras
que en 2010 se sitúa en
los 800-900 m. El óptimo
del haya se situaba en los
1.300-1.400 m en 1971,
ascendiendo a 1.450-1.600
m en 2010. Este resultado
confirma la esperada invasión del piso
subalpino por especies caducifolias
(Kräuchi y Kienast 1993) como conse-
cuencia del progresivo aumento de las
temperaturas previsto a consecuencia
del cambio climático. Se aprecia un
incremento general de la presencia
del haya en latitudes tanto meridiona-
les como septentrionales en el área
de estudio, asociada generalmente a
las umbrías, donde la disponibilidad
hídrica es mayor. Los mayores despla-
zamientos en elevación se produjeron
en las latitudes medias y meridionales,
donde la influencia submediterránea
es mayor (Figuras 2 y 3). Como conse-
cuencia de los cambios de distribución
observados, las masas donde coexis-
ten las dos especies han aumentado
en un 11 % a lo largo del periodo de
estudio (Figura 1).
Caso de estudio B: Evolución de la
abundancia del pino silvestre y del
rebollo en el Sistema Central
En este área de estudio, el pino
silvestre aparece asociado a los ma-
yores valores de precipitación anual,
mientras que el rebollo aparece aso-
ciado a valores más bajos. Durante
el periodo de estudio, el área basimé-
trica del pino silvestre siempre se ha
mantenido superior a la del rebollo.
Se han encontrado importantes dife-
rencias en la evolución del área basi-
métrica de ambas especies a lo largo
del periodo de estudio (Figura 4 y 5).
El área basimétrica media del pino
silvestre se mantuvo bastante estable
Figura 3. Reconstrucción esquemática de la dinámica del pino silvestre y del haya en el Pirineo navarro entre 1971 y
2010. El rectángulo vertical y las líneas horizontales indican la expansión de las dos especies debido
a los desplazamientos latitudinales y altitudinales observados. En árboles en gris representan la presencia esporádica
de la especie en cada fecha con una probabilidad umbral menor de 0,5.
Fuente: Hernández et al. (2014)
Figura 4. Área basimétrica del pino silvestre en la Comunidad de Madrid en 1965 (arriba a la izquierda), 1990
(arriba a la derecha), 2000 (abajo a la izquierda) y 2012 (abajo a la derecha). Amarillo 0-10 m2 ha-1;
verde 10-20 m2 ha-1; rojo 20-30 m2 ha-1; violeta 30-40 m2 ha-1; morado 40-50 m2 ha-1.
Fuente: Moreno-Fernández et al. (2016)

5. 68 2016. N.o 66
durante el periodo de estudio (alrede-
dor de 20 m2 ha-1), pero aumentó un
11 % el área ocupada por los pies ma-
yores. Esto se debe a la disminución
de cortas, así como al incremento de
la superficie de pinar cuya función
preferente es la protección del suelo
en las zonas más elevadas. Sin em-
bargo, el área basimétrica media del
rebollo se duplicó desde 1965 (1,79
m2 ha-1) hasta 2012 (4,00 m2 ha-1) y
el área ocupada por pies mayores au-
mentó un 91 %. Durante el periodo de
estudio, en el Sistema Central las po-
líticas forestales favorecieron al pino
silvestre frente al rebollo, instalando
masas de la primera especie en el lí-
mite superior de distribución del rebo-
llo (Sánchez-Palomares et al., 2000).
Además el rebollo se aprovechó, en el
pasado, en forma de monte bajo para
la producción de leñas o ha formado
parte de sistemas adehesados para el
aprovechamientos del ganado de los
pastos y frutos (Cañellas et al., 2004;
Adame et al., 2008). La reducción en
la presión ganadera y la protección del
rebollo por las políticas forestales han
permitido la expansión de la especie
y su densificación (Cañellas et al.,
2004; Pausas, 2004; PORN, 2010).
Así, el aumento del área basimétrica
de esta especie está asociado a la
incorporación de pies a clases diamé-
tricas superiores a partir del segundo
IFN.
Agradecimientos
Agradecemos al personal que
digitalizó los estadillos del
IFN1. Este trabajo ha sido financia-
do por los proyectos: AEG-09-007,
AGL2010-21153.00.01, AGL2013-
46028-R, 949S/2013 de Parques
Nacionales, S2013/MAE-2760.
Daniel Moreno Fernández disfruta
de un contrato predoctoral FPU del
Ministerio de Educación, Cultura
y Deporte. La AEMET proporcionó
los datos climáticos.
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Figura 5. Área basimétrica del rebollo en la Comunidad de Madrid en 1965 (arriba a la izquierda), 1990
(arriba a la derecha), 2000 (abajo a la izquierda) and 2012 (abajo a la derecha). Amarillo 0-4 m2 ha-1;
azul 4-8 m2 ha-1; verde 8-12 m2 ha-1; rojo 12-16 m2 ha-1.
Fuente: Moreno-Fernández et al. (2016)