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El término estructura se emplea con diversos significados referido a la vegetación. Según los autores se entiende por estructura: bien la forma externa de la planta (Campbell y Weger 1988, Canham 1988, Kohyam ...
En este trabajo se considera la estructura de un individuo vegetal como su forma externa, basada en la distribución espacial (tridimensional) de sus órganos. En consecuencia describir la estructura consiste, en último término, en la enumeración explícita de la posición de cada uno de esos órganos, o de sus características como sus dimensiones, edad, estado fenológico, etc., y con este sentido se empleará en todo el texto.
El objetivo de este trabajo es avanzar en la compresión de la estructura vegetal mediante la construcción de un modelo capaz de simular el crecimiento de la parte aérea de especies leñosas basándose en las características comunes a todas ellas y analizando los supuestos que es preciso especificar para hacerlo lo más general posible manteniendo su precisión. En último término se trata de abordar mediante la modelística (el tercer paradigma de la Ciencia según Pedryzc, 1991) los procesos de regulación que permiten el desarrollo y mantenimiento de la estructura aérea vegetal.
Por modelo entendemos, siguiendo a Jeffers, �una expresión formal de las relaciones entre las entidades definida en términos matemáticos o físicos.� (Jeffers, 1991).
Existen muchas clasificaciones de los modelos, cada una de las cuales atiende a diferentes características. Una de estas clasificaciones los divide en empíricos (o estadísticos) y deterministas (Jeffers, 1991, Jones, 1990). Por modelo empírico o estadístico se entiende aquel que extrae las relaciones que lo constituyen del análisis estadístico de los datos empíricos. Así por ejemplo: el análisis de la varianza, el análisis de regresión, los modelos de Markov, etc. Un modelo determinista, por el contrario, obtiene sus expresiones de unos supuestos teóricos a los que el fenómeno natural, se supone, debe ajustarse. Esos supuestos habitualmente se deducen del previo conocimiento de la naturaleza de los componentes del sistema y de sus interrelaciones. Este tipo de modelos son más frecuentes en las ciencias denominadas �duras� (típicamente en diversas ramas de la Física) que en Ecología.
Ambos tipos de modelos en estado puro son, por supuesto, los extremos de un gradiente continuo. E hecho los modelos deterministas suelen serlo sólo hasta cierto punto. Más allá de cierto nivel de detalle el conocimiento del sistema no permite una descripción determinista. A partir de ese punto hay que basarse en relaciones calculadas a partir de los datos observados.
Los modelos empíricos son, en principio, más fáciles de construir, sin embargo su ámbito de validez es más limitado ya que se reduce a aquellas condiciones a partir de las cuales se construyó. Un modelo determinista es de aplicación más general al estar basado en características más fundamentales. Requiere sin embargo un conocimiento mucho más profundo y extenso de la trama de relaciones del sistema a modelar.
En ocasiones resulta no sólo posible, sino útil, modelar procesos de los que no se tienen datos empíricos. En tales casos las proposiciones del modelo se basan en hipótesis sugeridas por la teoría. Las predicciones obtenidas de tales modelos pueden sugerir la dirección en la que hay que buscar los datos que conduzcan a su confirmación o rechazo. Este tipo de modelos son característicos de aquellas ciencias con un gran desarrollo teórico y un fuerte contenido matemático. En tales casos, a veces la teoría avanza por delante de la observación sugiriendo a ésta el camino a seguir.
El modelo descrito en este trabajo es, por un lado determinista en cuanto a las acciones que constituyen su estructura básica, por otro es un modelo estadístico en lo referente al cálculo de los valores de sus diversas variables. En él se consideran tres de los aspectos más importantes en el desarrollo de los vegetales: mecanismos de crecimiento (estructura de los módulos, y sus tasas de producción, y muerte), intercepción de radiación y mecánica de los elementos de sostén. En el mismo se han buscado fundamentalmente tres objetivos:
1) Precisar la trama de relaciones que regula la estructura de la parte aérea de los vegetales leñosos y su generación.
2) Desarrollar un modelo de ordenador que permita experimentar con algunos procesos que en la naturaleza requerirían intervalos de tiempo inabordables.
3) Descubrir el mínimo número de parámetros necesario para generar estructuras vegetales similares a las reales, como camino para comprender su regulación genética y ecológica.
Es indudable que pueden definirse procesos comunes a la mayor parte, si no a todas, las especies vegetales. Por otro lado es probable que puedan describirse procesos o características particulares para cada especie concreta que la diferencien de cualquier otra. Un modelo que describa la estructura de las plantas no puede situarse en ninguno de ambos extremos. Si fuera tan general como para abarcar cualquier especie sería, inevitablemente, muy poco útil y, quizá, poco interesante. Por otra parte un modelo que describiera con gran detalle la estructura de una sola especie tampoco revestiría un gran interés, salvo para el estudio de esa especie en particular. Es preciso buscar un punto de equilibrio. Un modelo con la suficiente generalidad como para abarcar un rango amplio de especies y con la flexibilidad suficiente como para incorporar a los detalles de cada una de ellas.
El modelo objeto de este trabajo está implementado en un programa de ordenador. Se ha procurado evitar en lo posible las referencias al aspecto informático de la cuestión, centrándonos en el modelo más que en el programa. Igualmente se ha procurado evitar incluir en el texto demasiadas fórmulas o símbolos matemáticos que interrumpan su desarrollo. Los cálculos algo más prolijos se han reunido en el apéndice A, haciendo referencia al mismo cuando es necesario. El hecho de que un modelo esté implementado en un programa presenta una ventaja adicional: al ser un programa un conjunto de instrucciones de sintaxis muy precisa, expresadas en un orden asimismo muy estricto, obliga a que las hipótesis del modelo tengan que ser expresadas de forma rigurosa, sin ambigüedad. Tanto la situación de partida, como los pasos a seguir, como las restricciones que el modelo implica, han de estar explícitas detalladamente, so pena de que el programa no funciones o de resultados sin sentido (lo cual, por desgracia es más frecuente de lo que sería deseable).
Por último mencionar que en todos los análisis estadísticos, excepto en el cálculo de regresiones, se han utilizado tests no paramétricos para evitar las restricciones que impone la estadística paramétrica. |
