Los sistemas forestales (ecosistemas forestales) están entre los más complejos, principalmente los bosques nativos, y de modo especial los bosques neotropicales de altísima diversidad biológica. Cualquier sistema forestal está formado por componentes físicos (climáticos, edáficos, topográficos, etc.) y biológicos (animales y plantas). La integración o dependencia mutua de estos componentes dificulta la comprensión del funcionamiento del sistema como un todo, es decir, cuáles son los factores que gobiernan el desarrollo del bosque. Entonces, la planificación de la producción forestal no es una tarea fácil; aunque el cerebro humano tenga una gran capacidad interpretativa sobre el funcionamiento de las interacciones del sistema forestal, hay una dificultad en integrar las informaciones y usarlas para el manejo racional del bosque.
En ese sentido, el estudio del crecimiento y de la producción presente y futura de los árboles y masas forestales es básico y fundamental para la planificación y administración forestal. Con la creciente importancia de la silvicultura de producción en la industria de productos forestales, crece también la necesidad de informaciones cuantificadas sobre la disponibilidad de materia prima que puede ser producida por los árboles y por los bosques (naturales o plantados).
Al respecto, Clutter et al. (1983) afirman que el manejo forestal tiene mucha similitud con el manejo industrial. En ambas actividades, diferentes niveles de entrada al proceso resultan en salidas distintas y, en consecuencia, lucros o pérdidas para la empresa.
En este contexto, los modelos de crecimiento y de producción son universalmente aceptados como instrumentos de incontrastable utilidad. Decisiones óptimas sobre los niveles de entrada más adecuados, ordenamiento en el tiempo, intensidad de intervenciones y otras modificaciones del proceso de manejo, exigen predicciones acertadas de los resultados que son obtenidos en todas las combinaciones relevantes de esos niveles (Moscovich, 2004).
Estas decisiones de manejo forestal son análogas a las referentes al número de turnos de trabajo, materia prima a ser usada, alteración del proceso industrial, etc. (Clutter et al., 1983).
En la investigación y en la planificación de la producción forestal, la disponibilidad de modelos de crecimiento y de producción, permite mostrar similitudes y diferencias sobre el crecimiento, la producción y sobre la productividad forestal como un todo.
A pesar de que los estudios sobre crecimiento y producción se han iniciado en Europa hace más de 200 años, el gran progreso en ésta área de investigación sucedió a finales del siglo pasado y a principios del presente siglo. Siendo en estas tres últimas décadas que se puede observar un vertiginoso crecimiento en los esfuerzos de investigación en esta área.
Los modelos de crecimiento forestal surgieron ante la necesidad de predecir el crecimiento de las masas forestales y su respuesta a las intervenciones silviculturales y han sido uno de los objetivos fundamentales de la investigación forestal. La clave para una correcta gestión forestal radica en un profundo conocimiento de los procesos de crecimiento; en este sentido, los modelos de crecimiento son una herramienta muy valiosa para los silvicultores y gestores de bosques, al permitir predecir el desarrollo de una masa, y, por tanto, facilitar la selección de las mejores alternativas de gestión (Castedo, 2004). García (1988) coincide con esta apreciación al afirmar que los modelos de crecimiento son vitales para la planificación del manejo forestal, por lo tanto, los gestores de bosques necesitan tener cierto conocimiento de las variables técnicas de modelado del crecimiento y de sus limitaciones.
Para Kiviste et al. (2002), los modelos de crecimiento describen las variaciones que experimenta el tamaño de un organismo o una población con la edad. En el caso de las plantas, su crecimiento es el resultado de la interacción entre dos factores opuestos, por una parte está la tendencia intrínseca hacia un crecimiento ilimitado, que depende del potencial biótico del individuo, de su actividad fotosintética, de la absorción de nutrientes y de los procesos catabólicos y anabólicos; y, en el lado opuesto, las restricciones al crecimiento impuestas por el entorno en el que se desenvuelve dicho individuo (competencia con otros organismos, limitación de recursos, procesos respiratorios y estrés) y por su propia condición de ser vivo (mecanismos de autorregulación del crecimiento y envejecimiento).
La modelización forestal se rige por dos principios fundamentales: un conocimiento exhaustivo del sistema que se pretende modelizar y un establecimiento a priori, y con la mayor exactitud posible, de los objetivos concretos que se intentan alcanzar (Gadow et al., 2001). La misma fuente, agrega que, en el ámbito forestal, el sistema es el árbol individual o la masa forestal, y el objetivo de la modelización es determinar la evolución en el tiempo de una o más variables dendrométricas o dasométricas que se definen en ese sistema. En cuanto a la metodología más adecuada para la obtención de un modelo, la misma fuente precisa que ésta viene determinada por los objetivos que se pretenden alcanzar, que a su vez determinan el tipo de datos necesarios y la precisión de las estimaciones dadas.
Los modelos de crecimiento de un gran número de variables dendrométricas (de árbol) y dasométricas (de masa) deben contar con algunas características básicas como: algunas
propiedades matemáticas relacionadas con los límites del crecimiento (por ejemplo, existencia de un punto de inflexión, asíntotas horizontal, etc.) deben contar además con un comportamiento lógico, es decir, no deben permitir valores anormales desde el punto de vista biológico y consecuentemente deben contar con una base biológica (Kiviste et al. 2002).
Los modelos de crecimiento tienen múltiples aplicaciones dentro del ámbito forestal, entre las que destacan: (i) conocimiento de la evolución o del crecimiento de cualquiera de las variables del árbol o de masa, tales como diámetro, área basal, altura, volumen, etc.; (ii) construcción de curvas de calidad de estación basada en la evolución con el tiempo de las alturas dominantes de una masa forestal, para estimar y clasificar de forma sencilla la productividad de una determinada especie en un área geográfica determinada; (iii) elaboración de cualquier tipo de tablas de producción, que describen la evolución con la edad de todas las variables de una masa forestal; (iv) posibilidad de calcular los valores máximos de los crecimientos medio y corriente de diferentes variables; (v) determinar las edades a las que se alcanzan los turnos financieros, tecnológicos y físicos de las masas forestales; (vi) la estimación de la posibilidad en bosques ordenados se simplifica cuando se conocen las funciones que rigen el crecimiento en volumen de sus masas; (vii) los modelos de crecimiento y sus primeras derivadas se pueden utilizar para caracterizar las funciones de distribución y de densidad de probabilidad de variables dendrométricas como diámetros, alturas, secciones o volúmenes, tanto en masas regulares como en irregulares; (viii) en masas irregulares, cuando se conoce la distribución de las clases de edad, es posible utilizar los modelos de crecimiento (de volumen o de área basimétrica) para realizar simulaciones con el objeto de optimizar los aprovechamientos (Kiviste et al., 2002).
La modelización forestal tuvo su origen en la dasometría, para la estimación de los volúmenes de madera de un árbol o de una masa, y produjo inicialmente tablas y tarifas de cubicación, y desde entonces han evolucionado paulatinamente hasta llegar a los actuales modelos de crecimiento (Erviti, 1991). Este mismo autor hizo una revisión histórica del desarrollo de los modelos de crecimiento desde antes de 1950 hasta finales del siglo pasado, tanto en Europa como en Norteamérica, y describe como éstos han ido evolucionando hasta la fecha.