[en] Forest ecosystems provide a wide variety ecosystem services (ES). Understanding how these ES are distributed across the landscape and identifying their main drivers is essential to inform policy to protect, enhance and restore these ecosystems. Besides, protected areas (PAs) are fundamental for biodiversity conservation and the provision of ES, yet their effectiveness in maintaining ES and biodiversity is still unclear. Currently, forests are increasingly under pressure from climate change, resulting in changes in disturbance regimes (e.g., wildfires, drought, insect-outbreaks and windstorms). Predicting where these natural hazards will occur in the future and to what extent forest ES will be affected are also fundamental research challenges. The general objective of this thesis is to analyze the spatial distribution of forest ES, their relevance in conservation and their vulnerability and risk to climate change hazards, especially wildfires. To do so, 1) we have analyzed the spatial distribution, relationship and drivers of forest carbon stocks and biodiversity in two regions and five subclimates; 2) we have determined the role of PAs in preserving ES and biodiversity in forests and shrublands of Catalonia; 3) we have developed a general framework of forest vulnerability and risk of losing ES due to different climate change hazards; and 4) we have assessed the spatial patterns and drivers of forest vulnerability to wildfires and the corresponding risk of losing ES in Catalonia. We have found a general positive relationship between carbon stocks and biodiversity, with the highest values in northern Spain (humid Mediterranean subclimate) and southern Quebec (temperate subclimate). High density and structural diversity have simultaneously favored carbon stocks, tree and overall biodiversity. The variables positively affecting carbon and biodiversity have been also driving their hotspots, emphasizing the viability of 'win-win' solutions. Regarding PAs, we have found more carbon stocks, coverage of community-interest habitats, priority-habitats and geological-interest sites in PAs than in buffer zones, but none of the biodiversity variables considered have showed differences between PAs and buffer zones. PAs with higher degree of protection have not provided higher levels of ES and biodiversity, or vice versa. Furthermore, we have proposed a general framework to assess forest vulnerability and risk based on the components of exposure, hazard magnitude, susceptibility and lack of adaptive capacity. Finally, we have applied this general framework to the particular case of wildfires in Catalonia. The results have indicated that hazard magnitude is the most important factor defining ES at risk from wildfires. Climate is the main driving factor of ES at risk under average conditions, but forest functional type - in particular non-Mediterranean conifers that have low adaptive capacity - have gained importance under extreme conditions. The highest increases in risk have been found in relatively wet forests with currently low risk, which according to climate trends will become common in the future. Overall, this thesis has gained evidence on the positive relationship between carbon stocks and biodiversity and their main drivers in five subclimates, and has showed that the conservation strategy in Catalonia is only effective at maintaining some of the ES and conservation variables considered. It has also contributed with an innovative conceptual framework of forest vulnerability and risk of losing ES due to climate change hazards, constituting a basis for a systematic operationalization of forest risk and vulnerability. The application of this framework to the case of wildfires has showed relevant implications on the future risk of losing ES due to wildfires, which could contribute to future-oriented policies by anticipating conditions associated with particularly high risks and guiding efficient forest management.

[es] Los bosques proveen una amplia variedad de servicios ecosistémicos (SE). Entender cómo y por qué estos SE se distribuyen en el paisaje es esencial para proteger, mejorar y restaurar estos ecosistemas. Además, la efectividad de las Áreas Protegidas (AP) en el mantenimiento de los SE y la biodiversidad aún no está del todo clara, y los bosques están cada vez más sometidos a la presión del cambio climático, con cambios en el régimen de perturbaciones (como incendios). Predecir en qué lugares estas perturbaciones se darán en un futuro y hasta qué punto los SE se verán afectados son retos fundamentales de investigación. El objetivo general de esta tesis es analizar la distribución espacial de los SE de los bosques, su relevancia en la conservación y su vulnerabilidad y riesgo frente a perturbaciones del cambio climático, especialmente los incendios forestales. Para cumplir este objetivo, 1) hemos analizado la distribución espacial de los stocks de carbono y la biodiversidad en los bosques, así como la relación entre ellos y sus causas, en dos regiones y cinco subclimas; 2) hemos determinado el rol de las AP en la preservación de los SE y la biodiversidad en Cataluña; 3) hemos desarrollado un marco conceptual para evaluar la vulnerabilidad de los bosques y su riesgo de pérdida de SE; y 4) hemos evaluado los patrones espaciales y las causas de la vulnerabilidad de los bosques a incendios y el riesgo asociado de pérdida de SE en Cataluña. La relación entre los stocks de carbono y la biodiversidad es en general positiva, con valores más elevados en el norte de España y en el sur del Québec. Valores de densidad y diversidad estructural elevados han favorecido los stocks de carbono, la biodiversidad de árboles y la biodiversidad global. Respecto a las AP, hemos encontrado más stocks de carbono, cobertura de hábitats de interés comunitario, hábitats prioritarios y lugares de interés geológico dentro de las AP que en sus áreas de influencia (o buffer zones), pero ninguno de los indicadores de biodiversidad ha mostrado diferencias entre las AP y sus áreas de influencia. Las AP con niveles de protección más elevados no han proveído de más SE y biodiversidad, o viceversa. Además, hemos propuesto un marco conceptual para evaluar la vulnerabilidad de los bosques y el riesgo de pérdida de SE, basado en los componentes de exposición, magnitud de la perturbación, susceptibilidad y ausencia de capacidad adaptativa. Finalmente, hemos aplicado este marco general a los incendios forestales en Cataluña. Los resultados muestran que la magnitud de la perturbación es el componente más importante que define el riesgo de pérdida de SE debido a incendios. El tipo funcional de bosque - especialmente las coníferas no Mediterráneas que tienen una menor capacidad adaptativa - es el factor más importante bajo condiciones extremas. El aumento de riesgo más grande está en bosques relativamente húmedos, situación que según las tendencias climáticas actuales pasará a ser más común en un futuro. En general, esta tesis ha contribuido a aumentar la evidencia científica de la relación positiva entre los stocks de carbono y la biodiversidad. También ha mostrado que la conservación en Cataluña solo es efectiva para mantener algunos SE y variables de conservación. También ha contribuido con un marco conceptual innovador sobre la vulnerabilidad de los bosques y el riesgo de pérdida de SE debido a perturbaciones del cambio climático. La aplicación de este marco conceptual a los incendios forestales ha demostrado implicaciones en el riesgo de pérdida de SE, que podrían servir para el desarrollo de políticas futuras de anticipación del riesgo, pudiendo servir de guía para la gestión forestal eficiente.