Pirogeografía

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. ^{[1] [2]} La evidencia publicada más antigua del término parece ser a mediados de la década de 1990, y el significado estaba relacionado principalmente con el mapeo de incendios ^{[3] [4]} La comprensión actual de la pirogeografía surgió en la década de 2000 como una combinación de biogeografía y ecología del fuego , facilitada por la disponibilidad de conjuntos de datos a escala global de ocurrencia de incendios, cobertura vegetal y clima. La pirogeografía también se ha ubicado en la unión de la biología , el entorno geofísico y la sociedad y las influencias culturales en el fuego. ^[5]

La pirogeografía suele utilizar un marco de conceptos de nicho ecológico para evaluar los controles ambientales sobre los incendios. Al examinar cómo interactúan los factores ambientales para facilitar la actividad de los incendios, los pirogeógrafos pueden predecir el comportamiento esperado de los incendios en nuevas condiciones. La investigación pirogeográfica contribuye a la formulación de políticas de gestión de tierras en varias regiones del mundo y las fundamenta.

En el marco de la pirogeografía, existen tres categorías básicas que controlan los regímenes de incendios 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 regímenes de incendios . El fuego es el resultado de la intersección de estos tres componentes.

• Recursos consumibles : este término se refiere a la vegetación que se consume como fuente de combustible en los incendios forestales. El tipo de vegetación puede variar en productividad, estructura e inflamabilidad, y esa variabilidad dará lugar a distintos tipos de comportamiento o intensidad del incendio.
• Igniciones : el fuego se controla en parte mediante la disponibilidad de una fuente de ignición. Existen dos fuentes principales de ignición: natural y antropogénica. La importancia de estas dos fuentes varía según la región.
  • Ignición natural: la forma principal de ignición natural son los rayos , aunque algunos incendios pueden comenzar a través de otras fuentes de ignición (como la actividad volcánica). ^[6]
  • Ignición antropogénica: los humanos provocan incendios tanto intencionalmente como no intencionalmente.
• Condiciones atmosféricas : Las condiciones climáticas pueden determinar si un área es propicia para un incendio: el clima cálido, seco y/o ventoso puede aumentar la probabilidad de que se produzca un incendio, mientras que las condiciones húmedas y frías pueden disminuir la probabilidad de que se produzca un incendio.

Al examinar y cuantificar este marco a través del tiempo y el espacio, los pirogeógrafos pueden examinar la diferencia entre los regímenes de incendios en diferentes regiones o períodos de tiempo.

Para que se produzca un incendio deben concurrir varias variables, todas ellas influidas 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 que se puede modelar y que no se puede predecir únicamente en función del clima o la vegetación.

La velocidad del viento es la fuerza impulsora de la velocidad de propagación, o la rapidez con la que un incendio se desplaza por un paisaje. Está influenciada por la estación, 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 del suelo . ^{[ cita requerida ]}

La continuidad del combustible es la distribución de las partículas de combustible en un lecho de combustible y afecta la capacidad del fuego para mantener la combustión y propagarse. Está influenciada 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 artificiales de combustible (caminos, tácticas de extinción de incendios), fragmentación del hábitat , desplazamiento de especies y métodos de gestión de la tierra (quema de parches, “roza y quema”, etc.). ^{[ cita requerida ]}

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 la vegetación, la presencia de perturbaciones naturales (como plagas de insectos, daños causados ​​por el viento), la herbivoría, la fertilidad del suelo y la estacionalidad. Las influencias humanas pueden incluir el pastoreo, la tala, las tácticas de supresión, los tratamientos de combustible (medidas preventivas) y el cambio de uso de la tierra, como la deforestación y el desarrollo agrícola. ^{[ cita requerida ]}

La humedad del combustible es la medida de la cantidad de agua que contiene y se expresa como porcentaje del peso seco de ese combustible. La humedad del combustible se ve afectada por la actividad eólica, la estación, las precipitaciones previas, 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). ^[7]

Los incendios pueden ser naturales o antropogénicos. Los incendios naturales se limitan generalmente a los rayos, pero se han observado vulcanismo y otras causas. Los incendios provocados por el hombre pueden ser intencionales (incendios provocados, métodos de gestión del combustible) o no intencionales. Los factores naturales que afectan a los incendios incluyen los relámpagos, los volcanes y la estacionalidad. Las influencias humanas incluyen el tamaño de la población, la gestión de la tierra, las redes viales y los incendios provocados. ^{[ cita requerida ]}

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 satelitales y evidencia histórica de incendios. ^[6] El surgimiento de la pirogeografía como campo está estrechamente vinculado a la disponibilidad de imágenes satelitales. Desde finales de la década de 1970, cuando los datos satelitales se volvieron ampliamente disponibles, los patrones estacionales y geográficos de la actividad del fuego han sido objeto de investigación, lo que llevó al desarrollo de este campo.

La observación de la ocurrencia de incendios es un dato importante en la pirogeografía. La información sobre la ocurrencia de incendios se puede obtener de una variedad de fuentes: históricas y actuales. Los datos históricos de observación de incendios con frecuencia provienen de la dendrocronología (registros de anillos de árboles de incendios) u otros registros históricos escritos. Las observaciones de incendios modernas a menudo se realizan con satélites: utilizando imágenes aéreas, los científicos pueden examinar la actividad de los incendios y el tamaño de un área quemada. Ambas formas de datos de observación de incendios son importantes para estudiar la distribución del fuego. ^{[ cita requerida ]}

Los modelos de distribución espacial se utilizan en pirogeografía para describir las relaciones empíricas entre el fuego y los factores ambientales. Existen varios métodos estadísticos que se utilizan para construir y ejecutar estos modelos. La mayoría de los modelos consisten en observaciones de incendios mapeadas comparadas 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 suposiciones. Algunas de las variables utilizadas incluyen cosas como la productividad primaria neta (PPN), la precipitación anual, la temperatura o la humedad del suelo. Los modelos son especialmente importantes para la pirogeografía, ya que se pueden utilizar en áreas donde los datos de observación de incendios pueden ser incompletos o sesgados. Los modelos con alta confiabilidad se pueden utilizar para proyectar o predecir las condiciones en áreas con pocos datos u observaciones. ^[8]

Quizás la relación más importante y abarcadora en la pirogeografía es la que existe entre el área quemada y la productividad primaria neta. ^{[7] [9]}

En lugares con baja productividad primaria neta, no existen las variables de incendios necesarias para que se produzcan incendios. Por ejemplo, los desiertos tienen una PPN muy baja debido al clima árido y no acumulan cargas de combustible suficientes para mantener el fuego. ^{[ cita requerida ]}

Por otra parte, las zonas con una productividad primaria neta muy alta suelen estar limitadas por patrones climáticos tropicales húmedos. Esto se observa en lugares como las selvas tropicales , donde la productividad primaria es extremadamente alta pero no existen las condiciones climáticas necesarias para secar los combustibles.

Los incendios se producen con regularidad en zonas con niveles intermedios de productividad primaria neta y climas con un patrón estacional de mantenimiento de la carga de combustible. Las sabanas tropicales son un claro ejemplo de estas condiciones, donde las estaciones de crecimiento cálidas y húmedas son seguidas por períodos secos que desecan los combustibles y proporcionan ignición para el fuego. Estas sabanas son los entornos inflamables más extendidos de la Tierra. ^{[ cita requerida ]}

Un ejemplo de la relación entre la PNP y el área quemada se observa en el oeste de los Estados Unidos, donde los bosques densos de coníferas con una PNP alta experimentan incendios poco frecuentes que reemplazan a las masas forestales, los bosques de pinos más secos y los matorrales de chaparral experimentan incendios a intervalos decenales en promedio, y los matorrales esteparios experimentan incendios, al menos históricamente, en intervalos de varias décadas o más.

En los bosques densos (por ejemplo, las selvas tropicales), el cambio de uso de la tierra y la deforestación aumentan drásticamente el riesgo de incendios forestales al abrir el dosel forestal y, por lo tanto, reducir la humedad y la humedad de los combustibles de la superficie, y al provocar igniciones dirigidas durante períodos secos en los que, de otro modo, habría pocos rayos. 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 vuelto vulnerable a los incendios. ^[10] La ocurrencia de incendios se ha vuelto mucho más frecuente en la selva tropical, ya que los ciclos de retroalimentación positiva entre la pérdida de bosque, la fragmentación y los incendios proporcionan condiciones cada vez más propicias para los incendios. Se estima que las precipitaciones en la Amazonia podrían disminuir hasta un 20% debido a la deforestación a gran escala. ^[11]

Las especies invasoras también pueden tener un efecto dramático en el cambio del tipo de combustible y la carga de combustible, aumentando o disminuyendo así la cantidad de incendios .

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 incendios. La expansión de suburbios y vecindarios en regiones que tienden a arder con frecuencia o intensidad (como partes de California) significa que los propietarios de viviendas enfrentan riesgos cada vez mayores de que los incendios forestales se propaguen o se inicien en su área. La pirogeografía se puede utilizar para crear mapas de riesgo de incendio con el fin de educar o informar a los propietarios de tierras y las comunidades. Estos mapas pueden mostrar qué áreas podrían ser más propensas a los incendios más intensos. Los propietarios de tierras y los desarrolladores pueden utilizar esa información para planificar estrategias de evacuación o para evitar construir en ciertas áreas. Hay otras políticas que pueden reducir 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. ^[12]

El modelado de la distribución de los incendios mediante métodos pirogeográficos ayuda a fundamentar la gestión de la tierra. Los modelos de distribución de los incendios se utilizan para evaluar las prácticas de gestión de la tierra en acción y pueden utilizarse para determinar si una práctica en particular (como el tratamiento o la eliminación de combustibles) está funcionando de manera eficaz o como se predijo. Un ejemplo de esto se da en el norte del Valle Central de California: los incendios se han suprimido en la zona durante más de un siglo gracias a la agricultura, pero los modelos de distribución espacial muestran que los incendios pueden haber sido más frecuentes en el pasado. Saber que la supresión de incendios ha alterado la frecuencia natural de los incendios en la zona (y, por lo tanto, tal vez alterado el paisaje) permite a los administradores de tierras, propietarios de tierras y responsables de las políticas informar sobre los esfuerzos en curso de restauración natural. ^[8]

Reconstruir el historial de incendios de una zona 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 los anillos de los árboles, el carbón vegetal, los documentos escritos y la arqueología. ^{[13] Cada fuente de datos tiene ventajas y desventajas. Para los fines de la paleoecología, los datos de carbón vegetal de} muestras de núcleos de lagos y suelos 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. ^[14] Primero se debe extraer o lavar el carbón vegetal de los sedimentos de una muestra de núcleo. Luego se coloca en una placa y se cuenta bajo un microscopio. Los recuentos de carbón vegetal de la capa de sedimentos 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, corresponden a incendios más intensos. Diferentes ecosistemas son más susceptibles a los incendios debido a factores climáticos y qué tipos de vegetación están presentes. Esta relación entre el fuego y la vegetación presente se utiliza para hacer inferencias sobre el clima en ese momento, en función de la cantidad y los tipos de carbón vegetal encontrados. Diferentes tipos de vegetación dejan diferentes tipos de carbón. El trabajo del paleoecólogo es contar y determinar la cantidad y los tipos de carbón presente. ^[15] Estos recuentos se estudian y analizan posteriormente junto con otras fuentes de datos. Esto permite el uso del fuego como un indicador para la reconstrucción de climas en el pasado distante. Los efectos del fuego se pueden ver utilizando procesos como la pérdida por ignición . La química del suelo se analiza para determinar 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. La susceptibilidad del suelo inducida por el fuego al magnetismo puede revelar características del régimen de incendios que son anteriores a la historia registrada ^[16] y proporcionar información sobre los regímenes de incendios en el momento de la formación del suelo . Todos estos indicadores ayudan a construir el ecosistema del área estudiada.

El fuego se convirtió en una tecnología habitual para muchas poblaciones de homínidos hace entre 400.000 y 300.000 años; los humanos han tenido una relación con el fuego durante muchos cientos de miles de años. Los humanos influyen en el marco pirogeográfico de más maneras que proporcionando una fuente de ignición: nuestras acciones y comportamientos también pueden cambiar la vegetación, el clima y suprimir las igniciones por rayos, lo que afecta significativamente los regímenes de incendios. ^[17]

• Incendio forestal
• Ecología del fuego
• Régimen de incendios
• Distribución de especies