La pirogeografía es el estudio de la distribución pasada, presente y proyectada de los incendios forestales . Los incendios forestales ocurren bajo ciertas condiciones de clima , vegetación, topografía y fuentes de ignición, de modo que tienen su propia biogeografía o patrón en el espacio y el tiempo. La pirogeografía surgió en las décadas de 1990 y 2000 como una combinación de biogeografía y ecología de incendios , facilitada por la disponibilidad de conjuntos de datos a escala global sobre la ocurrencia de incendios, la cobertura vegetal y el clima. La pirogeografía también se ha colocado en la coyuntura de la biología , el entorno geofísico y la sociedad y las influencias culturales en llamas. [1]
La pirogeografía utiliza un marco de conceptos de nicho ecológico para evaluar los controles ambientales del fuego. Al examinar cómo interactúan los factores ambientales para facilitar la actividad del fuego, los pirogeógrafos pueden predecir el comportamiento esperado del fuego en nuevas condiciones. La investigación pirogeográfica contribuye e informa la política de gestión de la tierra en varias regiones del mundo.
Conceptos
El marco de la pirogeografía
Bajo el marco utilizado en pirogeografía, hay tres categorías básicas que controlan los regímenes de fuego en todo el mundo: recursos consumibles, igniciones y condiciones atmosféricas. Cada uno de los tres factores varía en el espacio y el tiempo, provocando y creando diferentes tipos de régimen de incendios . El fuego es el resultado de la intersección de estos tres componentes.
- Recursos consumibles : este término se refiere a la vegetación consumida como fuente de combustible en incendios forestales. El tipo de vegetación puede variar en productividad, estructura e inflamabilidad, y esa variabilidad conducirá a diferentes tipos de comportamiento o intensidad del fuego.
- Igniciones : el fuego se controla en parte por la disponibilidad de una fuente de ignición. Hay dos fuentes principales de ignición del fuego: natural y antropogénica. La importancia de estas dos fuentes varía según la región.
- Condiciones atmosféricas: las condiciones climáticas pueden determinar si un área es propicia para incendios: el clima cálido, seco y / o ventoso puede aumentar la probabilidad de incendios, mientras que las condiciones húmedas y frías pueden disminuir la probabilidad de que ocurra un incendio.
Al examinar y cuantificar este marco en el tiempo y el espacio, los pirogeógrafos pueden examinar la diferencia entre los regímenes de incendios en diferentes regiones o períodos de tiempo.
Variables de fuego
Se deben cumplir varias variables para que ocurra un incendio, todas las cuales están influenciadas por factores naturales y humanos. Debido a las características espaciales y temporales de cada variable, el comportamiento global del fuego es un sistema complejo y fluido de modelar y no puede predecirse únicamente por el clima o la vegetación.
Velocidad del viento
La velocidad del viento es la fuerza impulsora detrás de la velocidad de propagación o la rapidez con que un fuego se mueve a través de un paisaje. Está influenciado por la temporada, el clima, la topografía y la cobertura terrestre de un lugar. La velocidad del viento se ve afectada por la actividad humana a través del cambio climático antropogénico y el cambio de uso de la tierra.
Continuidad de combustible
La continuidad del combustible es la distribución de partículas de combustible en un lecho de combustible y afecta la capacidad del fuego para mantener la combustión y propagarse. Está influenciado por el tipo de terreno, la presencia de cuerpos de agua, la estacionalidad y el tipo / edad de la vegetación. Las influencias humanas en la continuidad incluyen cortes de combustible artificiales (carreteras, tácticas de extinción de incendios), fragmentación del hábitat, desplazamiento de especies y métodos de gestión de la tierra (quema de parches, "tala y quema", etc.).
Cargas de combustible
La carga de combustible es la cantidad de combustible disponible por unidad de área. También se puede definir por la cantidad de energía térmica generada por unidad de área durante la combustión. Las influencias naturales incluyen el tipo / cobertura de vegetación, la presencia de perturbaciones naturales (como brotes de insectos, daños por viento), herbivoría, fertilidad del suelo y estacionalidad. Las influencias humanas pueden involucrar pastoreo, tala, tácticas de supresión, tratamientos de combustible (medidas preventivas) y cambios en el uso de la tierra, como la deforestación y el desarrollo agrícola.
Humedad del combustible
La humedad del combustible es la medida de la cantidad de agua dentro de los combustibles y se expresa como un porcentaje del peso seco de ese combustible. La humedad del combustible se ve afectada por la actividad del viento, la estación, las precipitaciones precedentes, la humedad relativa, la temperatura del aire y la humedad del suelo. Las influencias humanas incluyen el cambio climático antropogénico y la actividad de gestión de la tierra (tala, pastoreo, quema). [3]
Igniciones
Las igniciones pueden ser naturales o antropogénicas. Las igniciones naturales generalmente se limitan a los rayos, pero se han observado vulcanismo y otras fuentes. Los incendios provocados por humanos pueden ser intencionales (incendio provocado, métodos de gestión de combustible) o no intencionales. Los factores naturales que afectan las igniciones incluyen relámpagos, volcanes y estacionalidad. Las influencias humanas incluyen el tamaño de la población, la gestión de la tierra, las redes de carreteras y los incendios provocados.
Metodología
Los pirogeógrafos utilizan muchos métodos diferentes para estudiar la distribución del fuego. Para estudiar el fuego en el espacio, los pirogeógrafos utilizan datos espaciales de la actividad del fuego, que pueden presentarse en varias formas, incluidas observaciones, imágenes de satélite y evidencia histórica de incendios. [2] El surgimiento de la pirogeografía como campo está estrechamente relacionado con la disponibilidad de imágenes de satélite. Desde finales de la década de 1970, cuando los datos satelitales estuvieron ampliamente disponibles, se han investigado los patrones estacionales y geográficos de la actividad de los incendios, lo que ha llevado al desarrollo del campo.
Datos de observación de incendios
La observación de la ocurrencia de incendios es un dato importante en pirogeografía. La información sobre la ocurrencia de incendios se puede obtener de una variedad de fuentes: históricas y presentes. Los datos históricos de observación de incendios con frecuencia provienen de la dendrocronología (registros de incendios de anillos de árboles) u otros registros históricos escritos. Las observaciones modernas de incendios a menudo se realizan con satélites: utilizando imágenes aéreas, los científicos pueden examinar la actividad del fuego y el tamaño de un área quemada. Ambas formas de datos de observación de incendios son importantes para estudiar la distribución del fuego.
Modelos de distribución espacial
Los modelos de distribución espacial se utilizan en pirogeografía para describir las relaciones empíricas entre el fuego y los factores ambientales. Hay varios métodos estadísticos que se utilizan para crear y ejecutar estos modelos. La mayoría de los modelos consisten en observaciones de incendios mapeadas en comparación con varias variables independientes (en este caso, gradientes ambientales espaciales como la topografía o la precipitación). Estos dos componentes juntos producen un modelo estadístico de probabilidad de incendio que se puede utilizar para evaluar hipótesis o cuestionar supuestos. Algunas de las variables utilizadas incluyen cosas como la productividad primaria neta (NPP), la precipitación anual, la temperatura o la humedad del suelo. Los modelos son especialmente importantes para la pirogeografía, ya que pueden usarse en áreas donde los datos de observación de incendios pueden estar incompletos o sesgados. Los modelos con alta confiabilidad se pueden utilizar para proyectar o predecir condiciones en áreas con pocos datos u observaciones. [4]
Relaciones clima-incendios forestales
Quizás la relación más importante y abarcadora en pirogeografía es la que existe entre el área quemada y la productividad primaria neta. [3] [5]
En lugares con baja productividad primaria neta, las variables de fuego necesarias no existen para permitir que los incendios ardan. Por ejemplo, los desiertos tienen una NPP muy baja debido al clima árido y no acumulan suficientes cargas de combustible para sostener el fuego.
Por otro lado, las áreas con una productividad primaria neta muy alta generalmente están limitadas por patrones de clima tropical húmedo. Esto se ve en lugares como las selvas tropicales , donde la productividad primaria es extremadamente alta pero no existen las condiciones climáticas necesarias para secar los combustibles.
Es en áreas con niveles intermedios de productividad primaria neta y climas con un patrón estacional de sostenimiento de cargas de combustible donde ocurren incendios regularmente. Las sabanas tropicales son un claro ejemplo de estas condiciones, donde las temporadas de crecimiento cálidas y húmedas son seguidas por períodos secos que desecan los combustibles y provocan la ignición del fuego. Estas sabanas son los entornos inflamables más extendidos en la Tierra.
Un ejemplo de la relación entre la NPP y el área quemada se ve en el oeste de los EE. UU., Donde los bosques de coníferas densos con alta NPP experimentan incendios poco frecuentes que reemplazan los rodales, los bosques de pinos más secos y los matorrales de chaparral experimentan incendios a intervalos de décadas en promedio, y los matorrales de estepa experimentan incendios , al menos históricamente, en intervalos de varias décadas o más largos.
Influencias humanas en la expansión de la extensión del fuego.
En bosques densos (p. Ej., Selvas tropicales), el cambio de uso de la tierra y la deforestación aumentan drásticamente el riesgo de incendios forestales al abrir el dosel del bosque y, por lo tanto, reducir la humedad y la humedad del combustible de los combustibles de la superficie, y mediante igniciones selectivas durante los períodos secos con poca luz. Esto se ha demostrado claramente en la cuenca del Amazonas e Indonesia, donde la deforestación masiva y el cambio de uso de la tierra han alterado el vasto paisaje de la selva tropical y lo han hecho vulnerable al fuego. [6] La ocurrencia de incendios se ha vuelto mucho más frecuente en la selva tropical, ya que los circuitos de retroalimentación positiva entre la pérdida, la fragmentación y el fuego del bosque proporcionan condiciones cada vez más propicias para el fuego. Se estima que las precipitaciones en la Amazonía podrían caer hasta un 20% debido a la deforestación a gran escala. [7]
Las especies invasoras también pueden tener un efecto dramático al cambiar el tipo de combustible y la carga de combustible, aumentando o disminuyendo así la cantidad de fuego .
Aplicaciones de la pirogeografía
Gestión de riesgos
La pirogeografía también se utiliza para ayudar a informar los esfuerzos de desarrollo y la gestión del paisaje en regiones que pueden ser propensas a los incendios. La expansión de los suburbios y vecindarios en regiones que tienden a arder con frecuencia o intensamente (como partes de California) significa que los propietarios enfrentan crecientes riesgos de que los incendios forestales se propaguen o comiencen en su área. La pirogeografía se puede utilizar para crear mapas de peligro de incendio con el fin de educar o informar a los propietarios de tierras y las comunidades. Estos mapas pueden mostrar qué áreas pueden ser más propensas a sufrir quemaduras más intensas. Los propietarios de tierras y los desarrolladores pueden usar esa información para planificar estrategias de evacuación o para evitar construir en ciertas áreas. Existen otras políticas que pueden disminuir el riesgo de incendio: el manejo de la vegetación y los materiales de construcción resistentes al fuego (como el metal en lugar de la madera) pueden ayudar a reducir el riesgo de perder una casa en un incendio. [8]
Gestion de tierras
El modelado de la distribución del fuego mediante métodos pirogeográficos ayuda a informar la gestión de la tierra. Los modelos de distribución de incendios se utilizan para evaluar las prácticas de gestión de la tierra en acción y se pueden utilizar para determinar si una práctica en particular (como el tratamiento o la eliminación de combustible) está funcionando de forma eficaz o según lo previsto. Un ejemplo de esto es en el norte del Valle Central de California: los incendios han sido suprimidos en el área durante más de un siglo debido a la agricultura, pero los modelos de distribución espacial muestran que los incendios pueden haber sido más frecuentes en el pasado. Saber que la extinción de incendios ha alterado la frecuencia natural de los incendios en el área (y por lo tanto, quizás ha alterado el paisaje) permite a los administradores de tierras, propietarios de tierras y legisladores informar los esfuerzos en curso de restauración natural. [4]
Relaciones con otras disciplinas
Paleoecología
Reconstruir el historial de incendios de un área es muy útil para determinar sus condiciones climáticas y ecología. El conocimiento de los regímenes de incendios pasados proviene de la geoquímica, el análisis de anillos de árboles, el carbón, los documentos escritos y la arqueología. [9] Cada fuente de datos tiene ventajas y desventajas. A los efectos de la paleoecología, los datos de carbón vegetal de muestras de lagos y núcleos de suelo proporcionan información que se remonta a milenios, lo que permite una reconstrucción climática precisa basada en la relación de los regímenes de incendios con la vegetación y el clima. [10] El carbón vegetal primero debe extraerse o lavarse de los sedimentos de una muestra de núcleo. Luego se coloca en un plato y se cuenta bajo un microscopio. Los recuentos de carbón vegetal de la capa de sedimento se trazan en un gráfico, que muestra cuándo y con qué intensidad ocurrieron los incendios. Los picos más altos, donde se encuentra la mayor cantidad de carbón vegetal, corresponden a un fuego más intenso. Los diferentes ecosistemas son más susceptibles a los incendios debido a factores climáticos y al tipo de vegetación presente. Esta relación entre el fuego y la vegetación presente se utiliza para hacer inferencias sobre el clima en ese momento, en base a la cantidad y tipos de carbón encontrado. Los diferentes tipos de vegetación dejan distintos carboncillos. El trabajo del paleoecólogo es contar y determinar la cantidad y los tipos de carbón presente. [11] Estos recuentos se estudian y analizan posteriormente junto con otras fuentes de datos. Esto permite el uso del fuego como un sustituto para la reconstrucción de climas en el pasado distante. Los efectos del fuego se pueden ver usando procesos como Pérdida por ignición . Se analiza la química del suelo para determinar los cambios en los porcentajes de minerales y carbono como resultado del fuego. Los datos históricos pueden revelar la fuente o la causa. del fuego. Los datos de polen proporcionan información sobre las especies vegetales presentes antes y después del incendio. Todos estos proxies ayudan a construir el ecosistema del área estudiada.
Arqueología
El fuego se convirtió en una tecnología habitual para muchas poblaciones de Hominina hace entre 400 mil y 300 mil años; los humanos han tenido una relación con el fuego durante muchos cientos de miles de años. Los seres humanos influyen en el marco pirogeográfico de más formas que proporcionando una fuente de ignición: nuestras acciones y comportamientos también pueden cambiar la vegetación, el clima y suprimir la ignición de los rayos, lo que afecta significativamente los regímenes de incendios. [12]
Ver también
Referencias
- ^ Bowman, David MJS; O'Brien, Jessica A .; Goldammer, Johann G. (17 de octubre de 2013). "Pirogeografía y la búsqueda global de una gestión sostenible del fuego" . Revisión anual de medio ambiente y recursos . 38 (1): 57–80. doi : 10.1146 / annurev-environment-082212-134049 . ISSN 1543-5938 .
- ^ a b "Tendencias de ignición de incendios forestales: humanos versus rayos - EcoWest" . EcoWest . 2013-06-04 . Consultado el 1 de diciembre de 2017 .
- ^ a b Scott, Andrew C .; Bowman, David MJS; Bond, William J .; Pyne, Stephen J .; Alexander, Martin E. (2014). Fuego en la Tierra: Introducción . Chichester, West Sussex: Wiley-Blackwell. ISBN 9781119953579. OCLC 854761793 .
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