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Investigación en quemas prescritas:
Una perspectiva global
Cristina Santín
Environmental Dynamics Research Group
College of Science
Swansea University (Wales, UK)
Índice de esta presentación
• ¿Por qué incendios?
• Incendios en el contexto global
• Quemas prescritas y mi investigación:
- Canadá
- Australia
- Reino Unido
• Efectos de las quemas prescritas en el suelo
Recurrencia de incendios en Asturias 1984-2004
Significancia global de los incendios
• Cada año se queman ~4.6 Mill km2 (~ 9 superficie total de España)
• 4% de la superficie vegetada de nuestro planeta
MODIS-based 10-day global fire occurrence
(17/12/2015 – 26/12/2015; http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov/firemaps)
Bosque boreal, Nahanni NP, NW Canadá
Image: courtesy of Georgia fire services
Bosque de eucaliptos, NSW, Australia
Image: courtesy of Georgia fire services
Regímenes naturales de fuego
El fuego es un factor ecológico en muchos ecosistemas
- Rejuvenecimiento
- Biodiversidad
- Evolución de especies (presión selectiva desde hace millones de años )
Serotinia (>300 Ma)
Fynbos, Sudáfrica
Impactos medioambientales
British Columbia, Image courtesy of D. Scott
Coimbra, Portugal 2005
Background
Victoria, Australia 2009
Impactos en la Sociedad (1901-2014)
Image: A. Ferreira
Colorado 2013
Image: Reuters
Muertos
3,753
Personas afectadas
6 Mill.
Perdidas directas totales $54 Bill.
Fuente: International Disaster Database (EM-DAT) 2015
Getty Images
California
California,
20152015
Sept. 15
>1000 casas quemadas
Image: courtesy of Georgia
fire services
Image: www.sfgate.com
Necesitamos aprender a coexistir con el fuego
Rocky fire, CA, 2015
Image: Reuters
Fuego contra fuego: las quemas prescritas
• Definición: toda quema supervisada, que se realiza en condiciones
controladas (ventana de prescripción) con objetivos de gestión
•
-
Objetivos:
Reducción de combustible (prevención de incendios)
Quemas ecológicas (restauración del régimen ‘natural’ del fuego)
Regeneración de pastos y gestión cinegética
Lucha contra incendios (‘contra fuegos’)
Fuego contra fuego: las quemas prescritas
• Desde los años cincuenta en Australia
• Ampliamente utilizadas en Norte América
• Uso limitado pero en aumento en Europa (3% superficie quemada)
Quemas prescritas vs. medios mecánicos en Estados Unidos durante 2008 (Busse et al. 2014)
Fuego contra fuego: las quemas prescritas
https://vimeo.com/128957589
• Quemas prescritas y mi investigación:
- Canadá
- Australia
- Reino Unido
Quemas experimentales en Canadá:
Incendios y el ciclo del carbono
FireSmart experimental fire, June 2012, NWT, Canada
Quemas experimentales en Canadá:
Área experimental. Fort Providence, NW Territories, CA
International crown fire modelling experiment (ICFME)
- 1995-2001
- Reproducción de condiciones de fuego extremas
The Canadian Boreal Community FireSmart project
- Desde 2009 (junio)
- Diferentes tipos de incendios
- Investigación aplicada (FireSmart)
Área experimental. Fort Providence, NW Territories, CA
The Canadian Boreal Community FireSmart project
http://www.popularmechanics.com/adv
enture/outdoors/news/a16636/nasafire-shelter-video/
Nuestra investigación: incendios y carbono
Image: courtesy of Georgia fire services
Image: courtesy of NASA/GSFC
•Emiten ~2.5 Gt de carbono a la atmosfera cada año
•Equivalente a ~20-30% de las emisiones totales de combustibles fósiles
Cuando la vegetación vuelve a
crecer toma de la atmosfera el
carbono emitido por el fuego
Fire Emissions
Prefire
Vegetation
Vegetation Recovery
No todo el carbono de la
biomasa quemada es
emitido a la atmósfera
Sink (+)
Carbon Flux
Source (-)
Incendios de vegetación: “Carbono neutros” (IPCC)
Vegetation fire
Time
From Conard and Solomon (2009)
En todo paisaje quemado: producción de carbón
Eucalypt forest, Australia
Scrubland, Spain
Boreal forest, Canada
Grassland, Wales
Source (-)
Carbón como sumidero de carbono
Prefire
Vegetation
Vegetation Recovery
Sink (+)
Carbon Flux
Fire Emissions
Vegetation fire
Time
Modified from Conard and Solomon (2009)
Source (-)
Carbón como sumidero de carbono
Carbon Flux
Fire Emissions
Prefire
Vegetation
Vegetation Recovery
El carbón puede ser un
sumidero extra de carbono a
medio/largo plazo
?
pero…
¿cuánto se produce?
Sink (+)
Charcoal production
Vegetation fire
Time
Modified from Conard and Solomon (2009)
Cuantificación del carbón producido durante un incendio
Overstory
Overstory
Understory
Down wood
Understory
Down wood
Forest floor
)
Mineral soil
Forest floor
Mineral soil
T1
T2
T3
18 m
FireSmart experimental fire, June 2012, NWT, Canada
Incendio experimental de alta intensidad
Monitorización
condiciones incendio
Cuantificación biomasa pre-incendio
Cuantificación post-incendio
(carbón + biomasa sin quemar)
~24% del carbono quemado se convirtió en carbón
(el ~76% restante fue emitido a la atmosfera)
~16% fuegos de sabana (Saiz et al. 2015)
~16% quemas de deforestación tropicales (Righi et al., 2009)
Nuevas estimaciones globales: 116–385 Tg C yr-1
= ~0.2–0.6% de la PPN Terrestre
= ~ 25% “missing terrestrial carbon sink”
• Quemas prescritas y mi investigación:
- Canadá
- Australia
- Reino Unido
Quemas prescritas en Australia:
Contaminación de aguas post-incendio
Warragamba experimental fire, Sept. 2014, NSW, Australia
Sydney Catchment Authority: abastece de agua a 4 millones de personas
Bosques secos de eucaliptos (recurrencia de incendios 20-40 años)
Enero 2014
Investigación para Sydney Catchment Authority:
(i) Cuantificar la producción de cenizas a distintas severidades de incendio
(ii) Evaluar su potencial para la contaminación de aguas (N, C, P, B, As, …)
?
Resultados: primera modelización de cenizas a escala de paisaje
Chafer, Santín & Doerr, International Journal of Wildland fire, In press.
Septiembre 2014
• Fuel reduction burns (e.g. 5% de la superficie de Victoria al año)
• Realizada por SCA: 250 ha
• Nuestro objetivo: ceniza ‘fresca’ a diferentes severidades
British Columbia, Image courtesy of D. Scott
Australian fire experiments
Background
10 AM
ignition tests
British Columbia, Image courtesy of D. Scott
Resultados: escenarios de riesgo de polución de agua por cenizas
- Máximos aportes de cenizas a los reservorios
- El riesgo real dependerá de precipitaciones, relieve, recuperación de la
vegetación, etc.
Fósforo total en cenizas
0-0.5 kg ha-1
0.5-1.5 kg ha-1
1.5-3.0 kg ha-1
Santín, Doerr, Otero & Chafer (2015)
Environmental Research 142 (297–308)
3.0-5.5 kg ha-1
>5.5 kg ha-1
• Quemas prescritas y mi investigación:
- Canadá
- Australia
- Reino Unido
Quemas prescritas en Reino Unido
- Dorset
- Northumberland
- Gales
Optimización de quemas prescritas en Gales
Objetivos
- Mantenimiento de los ecosistemas
- Disminución riesgo de incendios
- Reducción de emisiones
- Disminución de contaminación de agua
Índice de esta presentación
• ¿Por qué incendios?
• Incendios en el contexto global
• Quemas prescritas y mi investigación:
- Canadá
- Australia
- Reino Unido
• Efectos de las quemas prescritas en el suelo
Efectos directos del fuego en los suelos
Physical properties
Chemical properties
Water repellence
Structure stability
Bulk density
pH
Particle-size distribution ~
Mineralogical assemblage ~
Colour
Temperature regime
Quantity of organic matter
Quality of organic matter
Availability of nutrients
Exchangeable capacity
Base saturation
Soil affected by recurrent
fire (NW Spain, 2015)
Biological properties
Microbial biomass
Composition of microbial community
Soil enzyme activity
Invertebrates biomass
Composition of invertebrates community
Seed bank
Plant roots
Classification according to Certini, 2005
Intensidad no está siempre directamente relacionada con efectos en el suelo
High intensity experimental forest fire (Canada, 2015)
Spread rate: ~5-10 m min-1
Sensor en la superficie del mantillo vegetal
T > 300 °C: ~90 s
Bajo las correctas condiciones (ventana de prescripción) las efectos
directos en el suelo suelen ser muy limitados
Efectos directos del fuego en los suelos
Santín & Doerr, Philosophical Transactions of the Royal Society B, In press.
NWT, Canada
Wales, UK
NSW, Australia
Catalonia, Spain