GREFOS: ένα μεσογειακού-τύπου μοντέλο προσομοίωσης της δυναμικής των δασικών διακένων, υπό σενάρια σταθερού και μεταβαλλόμενου κλίματος: δομή, παραμετροποίηση, εφαρμογές

Abstract

The aim of this thesis is to present an individual based mechanistic model of the forest ecosystems found at the mountainous NE Mediterranean zone. The forest gap dynamics scheme has been modified in order to integrate the key ecological processes and species functional traits that control vegetative patterns in mountainous Mediterranean ecosystems. Special attention is given to drought and fire regimes as well as to the biotic control of a forest community to these factors. In addition field measurements have been conducted to explore the process of regeneration of some important tree species and realistically parameterized a life history classification of the models’ species pool. Thus, the basic parameters of 52 widely abundant forest species have been estimated and included in explorative simulation exercises. The model has been validated to 10 regions across Greece, while in this manuscript we present the model evaluation at 4 study areas of particular interest. One of our main purposes is to develop a generalist model with the ability to identify transitional mountainous to typical Mediterranean zones defined by bioclimatic and/or fire disturbance regimes. At last the IPCC’s SRES scenarios have been incorporated in the model’s structure and thus enhance its applicability as an ecological tool to explore the potential effect of climatic change to the structure and dynamics of mountainous Mediterranean forests. Simulation exercises identified an increasing vulnerability of these ecosystems with their decreasing bioclimatic distance from the semi-arid climatic zone.

Η παρούσα διατριβή αφορά στη δημιουργία ενός μηχανιστικού μοντέλου της δυναμικής των δασικών οικοσυστημάτων που απαντώνται στην ορεινή ζώνη του Βόρειο-Ανατολικού άκρου της Μεσογείου. Ως βάση χρησιμοποιείται η θεωρία των αλλαγών της βλάστησης όπως λαμβάνει χώρα στα δασικά διάκενα. Εφαρμόσθηκε μια σειρά τροποποιήσεων και παραμετροποιήσεων των τεχνικών που χρησιμοποιούνται σε τυπικά μοντέλα δυναμικής δασικών διακένων, στοχεύοντας στην ενσωμάτωση των ιδιαιτεροτήτων που εμφανίζουν τα Μεσογειακά ορεινά οικοσυστήματα. Πιο συγκεκριμένα ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στο ρόλο της ξηρασίας, της φωτιάς καθώς και του βιοτικού ελέγχου που ασκούν οι συστάδες σε αυτές τις παραμέτρους. Παράλληλα εστιασμένες μετρήσεις πεδίου πραγματοποιήθηκαν προκειμένου να επιτευχθεί μια ρεαλιστική παραμετροποίηση των διεργασιών αναγέννησης. Οι συγκεκριμένες μετρήσεις ενσωματώθηκαν σε ένα λειτουργικό πλαίσιο κατηγοριοποίησης των δασικών ειδών, βάσει των στρατηγικών κύκλου ζωής που αυτά εμφανίζουν. Συνολικά παραμετροποιήθηκαν και ελέγχθηκαν 52 ευρύτατα διαδεδομένα δασικά είδη του Ελλαδικού χώρου. Ο προσομοιωτής ελέγχθηκε σε διάφορες γεωγραφικές περιοχές στην Ελλάδα (10), ενώ στο παρόν κείμενο παρουσιάζονται αποτελέσματα σε 4 από αυτές. Ένας επιμέρους στόχος της προσπάθειάς μας, είναι να αναπτυχθεί ένα μοντέλο ικανό να αναγνωρίζει τις μεταβατικές ζώνες συνύπαρξης τυπικών ορεινών και τυπικών Μεσογειακών δασικών οικοσυστημάτων, όπως αυτές καθορίζονται από βιοκλιματικούς περιορισμούς ή/και από τα πρότυπα του κύκλου διαταραχών φωτιάς. Τέλος μια σειρά ενσωματωμένων σεναρίων κλιματικής αλλαγής (IPCC SRES) διευρύνουν την εφαρμοσιμότητα του προσομοιωτή ως εργαλείου διερεύνησης των πιθανών επιδράσεων αλλαγής του κλίματος στη δομή και τη δυναμική των δασικών οικοσυστημάτων της ορεινής Μεσογειακής ζώνης. Οι ασκήσεις προσομοίωσης αναγνωρίζουν υψηλότερη τρωτότητα των δασικών οικοσυστημάτων με την μείωση της βιοκλιματικής τους απόστασης από την ημι-ξηρή ζώνη.