A computacional model to predict land-use and cover changes in mountain landscapes

Since the second half of the 20th century, an expansion of the forest in European mountain areas due to agricultural abandonment has been observed. The reduction of the agricultural intensity implies the disappearance of semi-natural alpine meadows and pastures of great ecological and aesthetic value. This thesis proposes a computational model, using P systems, to simulate the future agricultural landscape evolution in the Catalan Pyrenees and in the Stubai Valley, located in central Alps, for a period of 30 years. In these regions, three simulated scenarios have been established: (1) Continuation of the observed farming trends, or maintenance of the status quo, (2) significant and (3) strong stocking rate reductions. The results show how the traditional agricultural surfaces decrease in all simulated scenarios in both study areas. Therefore, it is important to apply new strategies to preserve these cultural surfaces and the multiple ecosystem services for future generations before they disappear definitively.D'ençà de la segona meitat del segle XX s'ha observat una expansió del bosc a les zones de muntanya europees, originada per l'abandonament de l'agricultura. La reducció de la intensitat agrícola comporta la desaparició de prats i pastures alpins seminaturals de gran valor ecològic i estètic. Aquesta tesi proposa un model computacional utilitzant P sistemes per simular l'evolució futura del paisatge agrícola als Pirineus catalans i a la Vall de Stubai, situada als Alps centrals, durant un període de 30 anys. En aquestes regions s'han establert tres escenaris a simular: (1) continuació de la tendència ramadera observada, o manteniment del statu quo, (2) reducció significativa i (3) molt forta de la càrrega ramadera. Els resultats obtinguts mostren com la superfície agrícola tradicional es redueix en tots els escenaris simulats en ambdues àrees d'estudi. Per tant, és important aplicar noves estratègies per preservar aquestes superfícies culturals i els múltiples serveis de l'ecosistema per a les futures generacions, abans que desapareguin definitivament.Desde la segunda mitad del siglo XX se ha observado un expansión del bosque en las zonas de montaña europeas, originada por el abandono de la agricultura. La reducción de la intensidad agrícola implica la desaparición de prados y pastos alpinos seminaturales de gran valor ecológico y estético. Esta tesis propone un modelo computacional utilizando P sistemas para simular la evolución futura del paisaje agrícola en los Pirineos catalanes y en el Valle de Stubai, situado en los Alpes centrales, durante un periodo de 30 años. En estas regiones se han establecido tres escenarios a simular: (1) continuación de la tendencia ganadera observada, o mantenimiento del statu quo, (2) reducción significativa y (3) muy fuerte de la carga ganadera. Los resultados obtenidos muestran como la superficie agrícola tradicional se reduce en todos los escenarios simulados en las dos áreas de estudio. Por lo tanto, es importante aplicar nuevas estrategias para preservar estas superficies culturales y los múltiples servicios del ecosistema para las futuras generaciones, antes de que desaparezcan definitivamente

A New P System to Model the Subalpine and Alpine Plant Communities

In this work we present a P system based model of the ecosystem dynamics of plant communities. It is applied to four National Hunting Reservoirs in Catalan Pyrenees (Spain). In previous works several natural high- mountain- ecosystems and population dynamics were modeled, but in those works grass was considered unlimited and changes in plant communities were not taken into account. In our new model we take advantage of the modularity of P systems, adding the plant communities to an existing model on scavengers dynamics. We introduce the plant community production and two possible changes or evolutions in communities: due to less grazing pressure, and due to recovering pastures with human management as for example re or clearing