Tesis:
Vulnerabilidad frente al fuego de masas forestales del sistema Ibérico Central
- Autor: CARRILLO GARCÍA, Maria Cristina
- Título: Vulnerabilidad frente al fuego de masas forestales del sistema Ibérico Central
- Fecha: 2025
- Materia:
- Escuela: E.T.S.I. DE MONTES, FORESTAL Y DEL MEDIO NATURAL
- Departamentos: INGENIERIA Y GESTION FORESTAL Y AMBIENTAL
- Acceso electrónico: https://oa.upm.es/87693/
- Director/a 1º: MADRIGAL OLMO, Javier
- Director/a 2º: GUIJARRO GUZMÁN, Mercedes
- Resumen: In the current context of global change, forest stands are more vulnerable to fire, by the increase in frequency and intensity of extreme events, related to an increase in fire risk initiation and spreading. The literature available on the effects of fire on different ecosystem parameters needs to be increased in order to reduce the vulnerability of Pinus pinaster Aiton woodlands, and to streamline management decisions in the planning of post-fire restoration.
In this phD, different variables were analysed to define the vulnerability to fires from plant to landscape scale, based on the evolution of the regenerated fuel and the dynamics of fuels in the Central Iberian System, in particular in masses dominated by P. pinaster Ait. and Quercus pyrenaica Willd during 16 years after a large wildfire.
An experimental design with three post-fire treatments were applied: (a) Early logging (before seedling emergence; (b) Delayed logging (after emergence); (c) No-management. During the period 20062020, a sample of 1,900 seedlings was monitored to investigate the influence of fire severity, salvage logging of wood removal, local ecological factors and their interactions on natural regeneration, survival and growth of P. pinaster in a forest fire greater than 10,000 has occurred in 2005. Seedling survival was 31% with a mean density of more than 2,000 seedlings h-1 at the end of the study period. Logging before seedling emergence was positively related with pine survival and density. Delayed logging resulted in the lowest seedling density and regeneration. Fire severity had a negative influence on regeneration density. The findings indicate that site conditions and fire severity had a stronger influence on natural regeneration of maritime pine than subsequent post-fire management treatments.
Differences in the net accumulation and decay of deadwood for different post-fire treatments (logging vs no management) for different age of mass before wildfires (young vs mature stands) were evaluated by two inventories, 8 and 16 years after fire. BehavePlus simulations were used to analyse potential fire behaviour in three meteorological scenarios. Results show a medium-term trend to high values out of firefighting capacity 8 years after fire which was increased 16 years after fire. Significant differences in fuel available biomass and fire behaviour between logged and unlogged plots were detected, being unlogged mature stands more vulnerable to future wildfires for all analysed scenarios.
Experimental design was used to analyse the soils affected and unaffected 16 years after the wildfire. A total of 18 soil parameters were analysed, including the effect in humic acids, important components of forest soil fertility. There were not significant differences for all analysed factors, except for specific variables, indicating the high resilience of these Mediterranean soils against fires at medium term.
Finally, the usefulness of ecological niche models (ENMs) was tested with the aim of integrating climate change forecasts into restoration plans. High spatial resolution ENMs (25 m) were generated for P. pinaster, Q. pyrenaica, Q. faginea Lam. and Q. ilex subsp. ballota (Desf.) Samp., at two scales (local and regional), two periods (2 and 14 years post-fire) and two future scenarios of greenhouse gas concentrations. The usefulness of ENMs as a decision support tool for post-fire management was confirmed for the first time. The models developed at both scales represent different scale dependent drivers of species distribution patterns but both provide objective information to be considered by stakeholders in combination with other sources of information. Local models generated with vegetation data 14 years after the fire provided valuable information about local and current vegetation dynamics. The use of precise ENMs provide both an objective interpretation of potential habitat conditions and the opportunity of examining vegetation patches.
RESUMEN
En el contexto actual de cambio global, en el que las previsiones indican una mayor vulnerabilidad de las masas forestales frente a incendios, estudios previos señalan el aumento de la frecuencia e intensidad de eventos extremos, relacionados con un mayor riesgo de inicio y propagación de incendios forestales. Es necesario aumentar la bibliografía disponible sobre los efectos del fuego en diferentes parámetros del ecosistema que permita disminuir la vulnerabilidad de las masas forestales de Pinus pinaster Aiton y dinamizar las decisiones de gestión en la planificación de la restauración posincendio.
En esta tesis se han analizado diferentes variables útiles para definir la vulnerabilidad frente a incendios a escala de planta, de rodal y de paisaje, a partir de la evolución del regenerado y la dinámica de los combustibles muertos en el sistema Ibérico Central, en concreto en masas dominadas por P. pinaster y Quercus pyrenaica Willd.
Se investigó la influencia de la severidad del fuego, la saca de la madera quemada, las condiciones ecológicas locales y sus interacciones en la regeneración natural, supervivencia y crecimiento de P. pinaster en un incendio forestal superior a 10.000 ha ocurrido en 2005. Se monitorizó una muestra de 1.900 plántulas en el periodo 20062020. Se aplicaron tres tratamientos de gestión posincendio: (a) Corta temprana (pre-emergencia de las plántulas de pino); (b) Corta diferida (posterior a la emergencia de las plántulas); (c) No intervención. La supervivencia media de P. pinaster fue del 31% y su densidad media superó 2.000 pies ha-1 al final del periodo. La corta temprana se relaciona positivamente con la densidad y supervivencia del pino, mientras la corta diferida arrojó los valores más bajos en ambas variables. Altas severidades se relacionaron con menores densidades de regeneración. Los hallazgos indicaron que las condiciones de sitio y la severidad del fuego estuvieron fuertemente relacionadas con la regeneración del pino posterior a los tratamientos de gestión posincendio.
Además, se evaluaron las diferencias en la acumulación y degradación de la necromasa mediante dos inventarios, 8 y 16 años posincendio, en función del tratamiento, la severidad y la edad de la masa previa (latizal, fustal), y se simuló el comportamiento potencial del fuego con el programa informático de modelización BehavePlus. Se identificó una tendencia a medio plazo a valores más altos en zonas de latizal y/o cortadas en 2013, y un mayor peligro y comportamiento potencial en fustales y/o no cortados en 2021. En función de los mismos parámetros se analizaron los suelos afectados y no afectados por el fuego 16 años posincendio, que no fueron significativos en general, salvo en variables concretas, mostrando la alta resiliencia del suelo frente a incendios.
Por último, se testó la utilidad de los modelos de nicho ecológico (ecological niche models, ENMs) con el objetivo de integrar las previsiones de cambio climático en los planes de restauración que normalmente no son tenidas en cuenta. Se generaron ENMs de alta resolución espacial (25m) para las especies arbóreas más abundantes en el área interior del perímetro del incendio de 2005 (P. pinaster, Quercus pyrenaica, Q. faginea Lam. y Q. ilex subsp. ballota (Desf.) Samp., a dos escalas (local y regional), dos periodos (2 y 14 años posincendio) y bajo dos escenarios futuros de concnetraciones de gases de efecto invernadero. Se confirmó por primera vez la utilidad de los ENMs como herramienta de soporte a la toma de decisiones de gestión posincendio. Los modelos desarrollados a diferentes escalas y ajustados con diferentes variables dieron lugar a resultados diferentes pero complementarios. Los modelos locales 2 años posincendio no fueron fiables. Los modelos locales 14 años posincendio proporcionaron información valiosa sobre el nicho microecológico actual. Los modelos regionales aportaron datos útiles sobre las predicciones futuras del nicho espacial macroclimático.