Aquesta tesi analitza els impactes recents del canvi global sobre els boscos de l’Espanya peninsular basant-se en la informació de les parcel·les dels dos darrers inventaris forestals nacionals (IFN2 i IFN3). Es tenen en compte, a la vegada, els efectes complementaris del clima, l’estructura del bosc i altres factors locals. Un estudi d’aquestes característiques –a escala regional amb un important gradient climàtic, en clima mediterrani (on l’aigua és un dels principals factors limitants) i on, d’acord amb les projeccions dels model climàtics, el canvi climàtic pot ser especialment acusat en el futur– fa que aquesta aproximació sigui especialment rellevant per les implicacions que podria tenir en les funcions i serveis ecosistèmics que ofereixen els boscos. Per mitjà de models estadístics apropiats hem analitzar els efectes sobre els estocs i el balanç de carboni (C), els canvis demogràfics i els canvis en la distribució geogràfica de les espècies arbòries. Els principals resultats són: 1) La riquesa estructural és el principal predictor de l’estoc de C per hectàrea amb els valors més elevats en els rodals amb major riquesa estructural. Les variables climàtiques tenen principalment efectes indirectes sobre l’estoc a través de la riquesa estructural i tenen un efecte predictiu directe baix quan es tenen en compte totes les variables predictores a la vegada; 2) Els bosc no pertorbats de l’Espanya peninsular estan acumulant C a una taxa de 1.4 Mg C ha-1 any-1. Les variables estructurals són els principals determinants del creixement del bosc i dels canvis en l’estoc de C. La disponibilitat d’aigua està positivament relacionada amb el creixement i la taxa d’acumulació de C. L’escalfament recent ha reduït el creixement i la taxa d’acumulació de C especialment en les zones més humides; 3) Les elevades taxes de regeneració dels planifolis es pot explicar per la seva major habilitat per mantenir un elevat banc de plançons degut a la seva tolerància a l’ombra. L’abundància de plançons de coníferes i de planifolis està principalment determinat per l’estructura forestal, mentre que els efectes directes de les pertorbacions i el clima han estat més modestos. No s’ha detectat cap efecte de l’escalfament recent i; 4) La majoria d’espècies arbòries de l’Espanya peninsular s’han mogut muntanya amunt capa zones més fresques. Ara bé la major part dels patrons observats, inclosos alguns canvis geogràfics inesperats, s’expliquen per l’estructura forestal. Les principals conclusions són: 1) Els nostres resultats suggereixen que per aconseguir un major estoc de C és necessari promoure una major riquesa estructural gestionant els boscos com a masses irregulars afavorint els planifolis per damunt de les coníferes. 2) L’efecte negatiu de l’escalfament en la taxa d’acumulació de C desapareix si només es tenen en compte els boscos gestionats, emfatitzant el potencial que pot tenir la gestió forestal per mitigar l’efecte negatiu del canvi climàtic; 3) La resposta diferencial de les coníferes i els planifolis al tancament de capçades suggereix un probable increment dels primes a expenses de les segones. Aquesta transició pot tenir lloc més d’hora en els rodals on la dinàmica de tancament de les capçades és més ràpida i; 4) L’abandonament de la gestió forestal i les pertorbacions (p.e., focs) de les darreres dècades ha dut a l’expansió dels planifolis a expenses de les coníferes, degut a la seva major habilitat per fer front als factors biòtics com la competència. No és gens clar que aquesta tendència pugui mantenir-se en el futur degut a l’increment de l’aridesa de les projeccions dels models climàtics, tenint en compte la major habilitat de les coníferes per fer front als esdeveniment climàtics extrems. / This Ph D Thesis analyzes the recent impact of global change on forests of Peninsular Spain using the information of the two last national forest inventories (IFN2 and IFN3). It takes into account at the same time the complementary effects of climate, forest structure and other local factors. A study of such characteristics –at a regional scale, with an important climatic gradient, in a Mediterranean climate (where water is one of the main limiting factors) and where, according to the predictions of climatic models, climatic change may be especially important in the future– makes that this approach is especially relevant for the implications that these changes may have on ecosystem services offered by forests. By means of appropriate statistical models I have analyzed the effects of these impacts on stocks and carbon (C) balance, demographic changes and geographical changes in the distribution of tree species. The main results are: 1) The structural richness is the main predictor of stand tree C stock with larger C stocks in structurally richer stands. Climate variables have mainly an indirect effect through structural richness but a smaller direct predictive ability when all predictors are considered.; 2) Undisturbed forests in Peninsular Spain are accumulating C at a rate of 1.4 Mg C ha-1 yr-1. The forest structural variables are the main determinants of forest growth and C stock change. Water availability was positively related to growth and C accumulation. Recent warming has reduced growth rate and C accumulation, especially in wet areas; 3) The higher values of regeneration rate of broadleaves can be explained because of their ability to maintain a higher sapling bank due to their higher shadetolerance. Sapling abundance and regeneration rate were mainly determined by stand structure, both in conifers and broadleaves, whereas the direct effects of disturbances and climate were relative small and there was no detectable effect of recent warming and; 4) The geographic distribution of most tree species in peninsular Spain has moved upwards towards cooler environments. We also show that most of the observed patterns, including some counterintuitive geographic shifts, are explained by forest structure. The main conclusions are: 1) To achieve a greater standing C stock, our results suggest the need for promoting high structural richness by managing for uneven-aged stands and favoring broadleaf over conifer species; 2) Interestingly, the negative effect of warming on forest C accumulation disappears if only managed stands are considered, emphasizing the potential of forest management to mitigate the effects of climate change; 3) The differential response of conifers and broadleaves to canopy closure suggests a likely increment of broadleaves at the expense of conifers. This transition could occur earlier in stands with faster canopy closure dynamics and; 4) Changes in forest management practices (i.e., forest abandonment) and disturbances (e.g., fires) during the last decades have leaded to the expansion of broadleaves over conifers, due to their greater ability to cope with biotic factors such as competition. It is unclear whether this trend will continue under the greater aridness projected by climate models, considering the greater ability of conifers to cope with extreme drought events.

This study was conducted in burned and harvested areas of Catalonia. It was evaluated the effect of the granivorous in predispersive fruit removal of Smilax aspera and Quercus coccifera and postdispersive seed removal. Nuts removal by rodents was nil in the burned area while for S. aspera only occurred in 2008. The minimum distance to any unburned margin and the distance to the fire perimeter explained patterns of seed removal for rodents and ants, respectively. Seed removal was also lower at unlogged sites vs. logged ones but it was only significative for ants. Rodents removed more seeds under piles of branches because logging while ants did so in areas of bare soil. It should consider the impact of granivorous in the management of burned habitats. / Este estudio fue desarrollado en áreas quemadas y taladas de Cataluña. Se evaluó el efecto de los granívoros en la remoción predispersiva de frutos de Smilax aspera y Quercus coccifera así como la remoción postdispersiva de semillas. La remoción de Quercus por parte de roedores fue nula en el área quemada mientras que para S. aspera solo ocurrió en el 2008. La distancia minima a cualquier margen no quemado y la distancia al perímetro del incendio explicaron los patrones de remoción de semillas para roedores y hormigas, respectivamente. La remoción de semillas también fue menor en las estaciones taladas vs. las no taladas, pero solo de forma significativa para hormigas. Los roedores removieron más semillas bajo amontonamientos de ramas producto de la gestión forestal mientras que las hormigas lo hicieron en áreas de suelo desnudo. Se debería contemplar el efecto de los granívoros en la gestión de los hábitats quemados.

Dynamic optimization methods have become increasingly important over the last years in economics. Within the dynamic optimization techniques employed, optimal control has emerged as the most powerful tool for the theoretical economic analysis. However, there is the need to advance further and take account that many dynamic economic processes are, in addition, dependent on some other parameter different than time. One can think of relaxing the assumption of a representative (homogeneous) agent in macro- and micro-economic applications allowing for heterogeneity among the agents. For instance, the optimal adaptation and diffusion of a new technology over time, may depend on the age of the person that adopted the new technology. Therefore, the economic models must take account of heterogeneity conditions within the dynamic framework.This thesis intends to accomplish two goals. The first goal is to analyze and revise existing environmental policies that focus on defining the optimal management of natural resources over time, by taking account of the heterogeneity of environmental conditions. Thus, the thesis makes a policy orientated contribution in the field of environmental policy by defining the necessary changes to transform an environmental policy based on the assumption of homogeneity into an environmental policy which takes account of heterogeneity. As a result the newly defined environmental policy will be more efficient and likely also politically more acceptable since it is tailored more specifically to the heterogeneous environmental conditions. Additionally to its policy orientated contribution, this thesis aims making a methodological contribution by applying a new optimization technique for solving problems where the control variables depend on two or more arguments --- the so-called two-stage solution approach ---, and by applying a numerical method --- the Escalator Boxcar Train Method --- for solving distributed optimal control problems, i.e., problems where the state variables, in addition to the control variables, depend on two or more arguments.Chapter 2 presents a theoretical framework to determine optimal resource allocation over time for the production of a good by heterogeneous producers, who generate a stock externalit and derives government policies to modify the behavior of competitive producers in order to achieve optimality. Chapter 3 illustrates the method in a more specific context, and integrates the aspects of quality and time, presenting a theoretical model that allows to determine the socially optimal outcome over time and space for the problem of waterlogging in irrigated agricultural production. Chapter 4 of this thesis concentrates on forestry resources and analyses the optimal selective-logging regime of a size-distributed forest.

[ES] El municipio de Serra se asienta en la vertiente meridional de la Sierra Calderona. El término municipal ocupa una superficie de 5.730 hectáreas de las cuales, el 95 % de su territorio se encuentra dentro del ámbito del Parque Natural de la Sierra Calderona y el 85% del territorio corresponde a Suelo Forestal. La estructura económica del municipio ha tenido, desde 1960, al sector de la construcción como eje principal de la economía, quedando el subsector forestal, como actividad residual. Esto ha provocado un flujo de mano de obra desde el sector primario hacia otros más productivos, teniendo como consecuencia un crecimiento desordenado de la masa forestal, provocando un deterioro del paisaje. Esto ha aumentado considerablemente el riesgo de incendios y plagas y amenaza en definitiva el patrimonio forestal del Parque Natural de la Sierra Calderona. Siguiendo las directrices marcadas por las prioridades de la UE en desarrollo rural se ha puesto en marcha un proyecto de investigación dirigido hacia la creación de empleo local mediante el fomento de actividades sostenibles cuyos resultados se reinviertan en la sociedad local generando una economía circular que constituya la base del desarrollo socio económico local. El proyecto consiste en el aprovechamiento energético sostenible de la biomasa forestal, agrícola y de jardinería y su reconversión a un combustible sólido (pélet) empleado en la calefacción de edificios públicos y por otra parte, comercializando el excedente de pélet, con esto se pretende un ahorro económico energético y de gestión del residuo y un beneficio que podrá ser empleado directamente en la creación de empleo local. El proyecto contribuye además a la protección y mejora de los montes de Serra. La presente Tesis trata de estudiar si un adecuado modelo de gestión de la biomasa en zonas de la interfaz urbano forestal de municipios, como Serra, incluidos en el Parque Natural de la Sierra Calderona puede tener efectos directos positivos en la prevención de incendios forestales y la lucha contra el cambio climático, la Tesis estudia además si estos modelos de gestión pueden ser económica y medioambientalmente sostenibles y su capacidad para contribuir a mejorar el desarrollo socioeconómico de estas poblaciones, fijando su población y ofreciendo un verdadero desarrollo rural basado en el aprovechamiento racional de sus recursos naturales. / [CA] El municipi de Serra s'assenta en el vessant meridional de la Serra Calderona. El terme municipal ocupa una superfície de 5.730 hectàrees de les quals, el 95 % del seu territori es troba dins de l'àmbit del Parc Natural de la Serra Calderona i el 85% del territori correspon a Sòl Forestal. L'estructura econòmica del municipi ha tingut, des de 1960, al sector de la construcció com a eix principal de l'economia, quedant el subsector forestal, com a activitat residual. Açò ha provocat un flux de mà d'obra des del sector primari cap a uns altres més productius, tenint com a conseqüència un creixement desordenat de la massa forestal, provocant una deterioració del paisatge. Açò ha augmentat considerablement el risc d'incendis i plagues i amenaça en definitiva el patrimoni forestal del Parc Natural de la Serra Calderona. Seguint les directrius marcades per les prioritats de la UE en desenvolupament rural s'ha engegat un projecte de recerca dirigit cap a la creació d'ocupació local mitjançant el foment d'activitats sostenibles els resultats de les quals es reinverteixen a la societat local generant una economia circular que constituïsca la base del desenvolupe soci econòmic local. El projecte consisteix en l'aprofitament energètic sostenible de la biomassa forestal, agrícola i de jardineria i la seua reconversió a un combustible sòlid (pélet) emprat en la calefacció d'edificis públics i d'altra banda, comercialitzant l'excedent de pélet, amb açò es pretén un estalvi econòmic energètic i de gestió del residu i un benefici que podrà ser emprat directament en la creació d'ocupació local. El projecte contribueix a més a la protecció i millora de les muntanyes de Serra. La present Tesi tracta d'estudiar si un adequat model de gestió de la biomassa en zones de la interfície urbà forestal de municipis, com Serra, inclosos en el Parc Natural de la Serra Calderona pot tenir efectes directes positius en la prevenció d'incendis forestals i la lluita contra el canvi climàtic, la Tesi estudia a més si aquests models de gestió poden ser econòmica i mediambientalment sostenibles i la seua capacitat per a contribuir a millorar el desenvolupament socioeconòmic d'aquestes poblacions, fixant la seua població i oferint un vertader desenvolupament rural basat en l'aprofitament racional dels seus recursos naturals. / [EN] The municipality of Serra sits on the southern slope of the Sierra Calderona mountains. The municipality occupies an area of 5,730 hectares of which, 95% of its territory is within the Sierra Calderona Natural Park and 85% of the territory corresponds to forest land. The economic structure of the municipality has had, since 1960, the construction sector as the main axis of the economy, leaving the forestry sub-sector as a residual activity. This has caused a labor flow from the primary sector to more productive ones, resulting in a disorderly growth of the forest mass, causing a deterioration of the landscape. This has considerably increased the risk of fire and pests and ultimately threatens the forest heritage of the Sierra Calderona Natural Park. Following the guidelines set by the EU priorities for rural development, a research project aimed at the creation of local jobs has been launched through the promotion of sustainable activities whose results are reinvested in the Local society generating a circular economy that constitutes the basis of the local socio-economic development. The project consists of the sustainable energetic use of forest, agricultural and garden biomass and its conversion to a solid fuel (wood pélet) used in the heating of public buildings and on the other hand, marketing the surplus of this wood pélet, this aims to a saving of energy bills and waste management costs and brings a benefit that can be used directly in the creation of local employment. The project also contributes to the protection and improvement of the Serra Mountains. This thesis aims to study whether an adequate model of management of biomass in the municipal urban forest interface, such as Serra, included in the Natural Park of the Sierra Calderona can have direct positive effects on the prevention of forest fires and the fight against climate change, the thesis also studies whether these management models can be economically and environmentally sustainable and their ability to contribute to improving the socioeconomic development of these populations, setting their Population and offering a true rural development based on the rational use of their natural resources. / Mayans Díaz, JJ. (2021). Gestión integral de la biomasa en la interfaz urbano-forestal, en ámbito supramunicipal y sus efectos en la lucha contra el cambio climático, Red Natura 2000 y prevención de incendios forestales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/166094