Análisis de la severidad y la capacidad de recuperación de un matorral atlántico tras el paso del fuego en estacionalidad verano-otoño

Resumen

El fuego, tanto natural como de origen antrópico, ha desempeñado un papel influyente en la estructura y dinámica de los ecosistemas. El ámbito cantábrico atlántico tiene una alta frecuencia y recurrencia de incendios forestales. La evolución del comportamiento del fuego en las últimas décadas ha puesto en jaque a los servicios de extinción de incendios a lo largo de todo el planeta. Esta dinámica viene condicionada por el aumento de la carga y continuidad de combustible, así como de los periodos de sequía más prolongados. Esto conlleva una mayor intensidad de fuego, emisión de focos secundarios a largas distancias e impactos medioambientales y económicos cada vez más elevados. En el ámbito peninsular atlántico, hay una ascendente frecuencia de episodios con cifras de superficies quemadas nunca vistas y afección al interfaz urbano-rural. Es necesario adquirir conocimiento para proponer soluciones que cambien el rumbo manifestado en las últimas décadas. En Asturias, se queman 10.000 ha forestales al año, de las cuales el 72 % se quema en invierno-primavera y el 80 % constituye formaciones de matorral. El planteamiento inicial de esta tesis era comparar el comportamiento del fuego, la severidad y la capacidad de regeneración de un matorral atlántico en las dos estacionalidades (invierno-primavera y verano-otoño). Para ello se diseñó un plan de trabajo que contemplaba la planificación, ejecución y seguimiento de quemas controladas en estacionalidad de invierno-primavera y verano-otoño. En la estacionalidad de verano-otoño de 2017 se realizó la primera quema controlada. Sin embargo, una semana más tarde de la ejecución de esta quema controlada, ocurrió un incendio forestal que quemó la superficie contigua a la quema, donde estaba previsto realizar la quema comparativa en estacionalidad de invierno-primavera. La ocurrencia de este evento, junto con las condiciones meteorológicas de los meses siguientes, impidieron realizar quemas en estacionalidad de invierno-primavera e hicieron que los objetivos específicos derivaran a: i) Identificar la severidad producida por el paso del fuego en estacionalidad de verano otoño según los patrones de comportamiento, tanto en una quema controlada como en un incendio forestal (Capítulo I); ii) Evaluar la viabilidad de las imágenes obtenidas por un sensor multiespectral a bordo de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) para estimar la severidad de la quema de vegetación y suelo utilizando un clasificador basado en redes neuronales artificiales (RNA) (Capítulo II) y iii) Conocer la capacidad de regeneración de un matorral atlántico después del paso de un incendio y una quema, identificando si existen diferencias entre ambos fuegos (Capítulo III). En el Capítulo I, se realiza una comparación entre una quema controlada de moderadaalta intensidad y un incendio forestal en matorrales atlánticos en estacionalidad veranootoño. La quema controlada (6,7 ha) se llevó a cabo el 8 de octubre de 2017, y la parcela adyacente, preparada para la quema controlada en otra estación (6,8 ha), fue quemada por un incendio forestal, que afectó a 3703 ha, el 15 de octubre de 2017. El estudio evalúa el comportamiento del fuego, la severidad del incendio y la reducción de la carga de combustible bajo diferentes comportamientos del fuego, tanto para la quema controlada como para el incendio forestal. El análisis comparativo del comportamiento del fuego requirió de estaciones meteorológicas, termopares tipo k, vehículos aéreos no tripulados, fotografías y vídeos e inventarios de campo pre- y post-fuego. La severidad del fuego se evaluó mediante el Composite Burn Index (CBI), la diferencia en el diámetro apical pre- y post-fuego, así como mediante teledetección utilizando el Normalized Burn Ratio (dNBR) obtenidos a traves de procesamiento de imágenes Sentinel-2 y el Relativized Burn Ratio (RBR) a partir del radar de apertura sintética Sentinel-1. Se observó que la severidad del fuego y el impacto en el suelo eran menores en la quema controlada que en el incendio forestal. La intensidad del fuego fue 13 veces mayor en el incendio forestal que en la quema controlada. Mientras que se identificaron altos valores de smoldering en el incendio forestal (95 %), se encontró un menor nivel de smoldering en la quema controlada (17 %). Los diferentes patrones de comportamiento del fuego (comportamiento de cabeza, comportamiento de recula y comportamiento de flanco) dieron lugar a diferencias en la intensidad y severidad. El comportamiento de flanco en la quema controlada tuvo un menor efecto sobre el suelo que el comportamiento de cabeza en la quema controlada, pero consiguió una reducción similar de los combustibles leñosos. Por lo tanto, la realización de quemas controladas constituye tanto una herramienta para la formación de bomberos, como un instrumento para la gestión del combustible forestal y la construcción de paisajes más resistentes y resilientes frente a los grandes incendios forestales. En el Capítulo II, se evaluó la severidad del incendio y la quema controlada utilizando un vehículo aéreo no tripulado (UAV) con una cámara multiespectral Parrot SEQUOIA. Se utilizaron imágenes de reflectancia superficial post-incendio en las bandas verde (550 nm), roja (660 nm), borde rojo (735 nm) e infrarrojo cercano (790 nm) a alta resolución espacial (GSD 20 cm). Además, se establecieron 153 parcelas de campo para estimar la severidad del fuego, tanto en el suelo como en la vegetación. Los patrones de severidad se exploraron mediante algoritmos de redes neuronales probabilísticas (RNP), basados en la información del inventario de campo y los productos derivados de imágenes de UAV. Las RNP clasificaron correctamente el 84,3 % de las severidades de los puntos de control o campo en la vegetación y del 77,8 % en el suelo. En el Capítulo III, se identificó la capacidad de recuperación de la vegetación del ecosistema tras el paso del fuego, comparando la quema controlada con el incendio. Se realizaron inventarios pre- y post-fuego a los 9 y 19 meses tras el paso del fuego. En cada una de las parcelas de muestreo de la quema controlada se recopilaron datos referentes a las especies presentes, porcentaje de cobertura de las especies leñosas y herbáceas, porcentaje de suelo descubierto y de suelo cubierto por piedras, riqueza de herbáceas y altura de la vegetación. En el área afectada por el incendio, siendo homogénea en características de vegetación, pendiente y orientación, por razones obvias no se pudo realizar la recopilación de datos pre-fuego, si bien se realizó el inventario post-fuego, con objeto de su análisis comparativo con la quema controlada. En la quema controlada, la velocidad de recuperación de la cobertura vegetal es más rápida que en el incendio. También es más acusado el descenso de suelo descubierto en el área de la quema frente a la del incendio. La riqueza de especies vegetales tras el paso del fuego en ambas modalidades (incendio y quema controlada) es similar a la situación control, por lo que no se produce pérdida de biodiversidad en la estacionalidad de verano-otoño con esta tipología de matorral y recurrencia. Este conocimiento científico constituye una herramienta de ayuda para la toma de decisiones en la gestión integral del fuego en matorrales atlánticos, tanto desde el punto de vista preventivo como en la extinción y restauración.