Estudios aplicados para avanzar en la comprensión de los impactos del cambio global sobre los incendios forestales en españa

  1. ZAVALA ESPIÑEIRA, GONZALO
Supervised by:
  1. José Manuel Moreno Rodríguez Director

Defence university: Universidad de Castilla-La Mancha

Fecha de defensa: 27 April 2012

Committee:
  1. Antonio Vázquez de la Cueva Chair
  2. Beatriz Pérez Ramos Secretary
  3. Beatriz Duguy Pedra Committee member
  4. Olga Viedma Sillero Committee member
  5. Javier Madrigal Olmo Committee member

Type: Thesis

Teseo: 335118 DIALNET lock_openTESEO editor

Abstract

El objetivo general de la tesis era avanzar en el conocimiento del régimen de incendios y cómo se relaciona éste con diversos factores meteorológicos, así como el impacto previsible del Cambio Climático sobre los condicionantes del fuego en el futuro. Las preguntas a las que se pretendía responder en cada uno de los trabajos presentados eran: Capítulo 1: ¿Cómo es la distribución de tamaños de los incendios y su concentración temporal? ¿Existen relación entre los índices de peligro de incendio y la ocurrencia de incendios? Capítulo 2: en un caso concreto de un incendio de grandes proporciones, ¿Fue un evento extremo en términos del índice de peligro de incendio? Capítulo 3: ¿Cuál puede ser el cambio del índice de peligro de incendio en España peninsular en el contexto del Cambio Climático? ¿Y de la longitud de la estación de incendios? Capítulo 4: ¿Es la incidencia del fuego en zonas que albergan Espacios Naturales Protegidos o de la Red Natura 2000 menor que en las zonas sin protección? Bajo condiciones de Cambio Climático ¿cómo podría incidir el peligro de incendio futuro sobre las áreas protegidas o a proteger? Capítulo 5: ¿Se queman los diferentes tipos de vegetación de forma proporcional a su abundancia en el paisaje? ¿Se queman más las áreas cercanas a vías de comunicación o asentamientos humanos? Los incendios juegan un papel dominante en los paisajes españoles y la meteorología determina algunas de las características de los incendios. Dado que las relaciones con las variables meteorológicas no suelen ser sencillas, se utilizan índices de peligro de incendio que recogen la información de las variables que es relevante para el estado de los combustibles o el comportamiento del fuego. Para abordar estas relaciones, se ha utilizado el Índice canadiense de Peligro de Incendio (FWI: Fire Weather Index), una herramienta habitual en la gestión de la lucha contra incendios. España, en su mayor parte bajo clima mediterráneo, presenta los mayores valores de índices de peligro de incendio durante el verano, cuando se producen la mayor parte de los incendios. Pero se constata una gran variabilidad de estos índices en su distribución geográfica. En cuanto a los incendios registrados, se aprecia también una gran variación especial en su incidencia, aunque se producen incendios a lo largo de todo el territorio peninsular, salvo los valles de los grandes ríos. La distribución temporal a lo largo del año también es variable, y cambia a su vez en función de la geografía. Se ha hecho un estudio de los datos históricos de ocurrencia de incendios bajo estos índices de peligro y una de las características llamativas es que no siempre coinciden los valores totales altos del número de incendios o del área quemada con las zonas que presentan los mayores valores del índice de incendios. Por tanto, se estudian las posibles relaciones entre el régimen de incendios y los valores del índice de peligro. Se constata que no son relaciones sencillas y que, dada la predominancia de incendios provocados por causas humanas, los índices por sí solos no sirven como predictores de la ocurrencia de incendios. Sin embargo, dada una fuente de ignición, en nuestro caso en su mayoría de origen humano, la propagación del fuego depende de las condiciones meteorológicas y del estado de los combustibles, tanto su presencia como su grado de humedad. Y estos efectos están bien recogidos por los índices de peligro de incendio, por lo que se pudo ver que los días con múltiples incendios y los días con incendios grandes tienden a tener valores más altos del índice FWI que todos los días en conjunto. Para abordar la variabilidad espacial de los índices y relacionarla con la variabilidad de los incendios, se hizo una regionalización de España peninsular basada exclusivamente en los índices de peligro y se estudiaron sus diferencias. También se analizó si la ocurrencia de incendios presentaba diferencias o no entre estas regiones, así como su incidencia en función de las diferentes causas. La regionalización aquí descrita mostró diferencias no únicamente en sus valores del índice FWI, tanto absolutos como relativos, sino también en la ocurrencia de incendios y la proporción de las distintas causas de ignición. Esto puede interpretarse como una muestra más de la estrecha pero compleja relación entre la meteorología y los incendios en las zonas mediterráneas. Se hizo una valoración del peligro meteorológico de incendio durante los días del mes de Julio que precedieron y siguieron al inicio del incendio forestal de Riba de Saelices (Guadalajara), el 16 de Julio de 2005. Para ello se computaron los distintos códigos del Índice Meteorológico de Peligro de Incendio Canadiense (FWI), con base en datos de una serie de 25 años de la estación meteorológica de Molina de Aragón, próxima a la zona afectada por el incendio. Los resultados mostraron que el día que comenzó el incendio algunos de los códigos e índices del FWI fueron extremos, estando en algunos casos entre los percentiles 90-95 de los observados en la serie estudiada. La conclusión es que el alto peligro y las condiciones de vegetación, topografía y viento convirtieron al incendio en extremo en el momento de iniciarse y durante los días primeros en que continuó activo. De los distintos componentes del índice canadiense de peligro de incendio (FWI), se estudió el efecto que el cambio climático previsto puede tener sobre el llamado código de sequía (DC), que mide el efecto estacional sobre los combustibles de la falta de humedad, y sobre el propio índice sintético FWI, que mide la potencial intensidad de un incendio que se produjese bajo las condiciones meteorológicas especificadas con un tipo de combustible genérico. Se utilizó un conjunto de modelos de circulación regionales de distinta procedencia, tomando dos escenarios diferentes de emisiones de carbono, el A2 y el B2. Con ellos validaron primero los valores de los modelos para las condiciones actuales con valores reales observados interpolados a la misma malla. Posteriormente, se evaluó el cambio de los dos componentes del índice de peligro bajo los escenarios futuros mencionados. También se calcularon el Periodo de Alerta (número de días entre el primer episodio de al menos una semana seguida con FWI¿15) y el Periodo de Riesgo (el número total de los días individuales con valor de FWI¿15 durante el periodo de alerta), tanto para las condiciones históricas (1975-2004) observadas y modeladas y las previsiones futuras (2071-2100). Para el final del presente siglo se prevé un aumento de los índices de peligro de incendio, con episodios más frecuentes de valores muy altos a extremos de estos índices. Tanto los periodos de Alerta como los de Riesgo de incendios tienden a alargarse para final del siglo XXI. Esto se interpreta como una mayor presión de los incendios sobre el paisaje, que provocaría que los organismos de lucha contra el fuego tengan que estar preparados antes en el año, y hasta más tarde que en la actualidad, además de enfrentar muchos más días de condiciones extremas de peligro de incendios. En la región mediterránea, caracterizada por una abundante vegetación y un marcado periodo seco, el fuego juega un papel primordial en la estructura y función de los ecosistemas, que han estado asociados a él desde hace milenios. La vegetación de estas zonas se ha adaptado a estas condiciones, pero en los últimos siglos se ha cambiado notablemente el paisaje por las presiones humanas, lo que facilita muchas fuentes de ignición y hace que los incendios sean muy abundantes. A la vez, la región mediterránea alberga una fracción muy importante de las especies de flora y fauna de Europa, por lo que se han protegido numerosos Espacios Naturales. Se analizó en este trabajo la ocurrencia de incendios durante las tres últimas décadas en relación con las áreas protegidas de España peninsular. También se evaluó cómo variará el peligro meteorológico de incendio para finales de este siglo bajo los escenarios de cambio climático que se prevén. Se discuten también una serie de recomendaciones sobre las implicaciones para la gestión del territorio y la conservación de la biodiversidad. Entre las principales conclusiones derivadas de estos análisis se puede citar que se ha encontrado que las igniciones por rayos fueron más abundantes en las zonas con áreas catalogadas dentro de la red Natura 2000. En términos generales, si bien las áreas con Espacios Naturales Protegidos instaurados presentan una gran incidencia de fuegos, éstos son menos numerosos y queman menos área total que en las zonas sin áreas protegidas. Las predicciones basadas en los modelos de cambio climático indican un aumento previsible del peligro de incendio en el futuro, con estaciones de incendio probablemente más dilatadas y situaciones extremas más frecuentes y mantenidas, lo que constituirá una presión creciente sobre los Espacios Naturales Protegidos que podría comprometer los objetivos de conservación, en conjunción con el resto de presiones previstas, habida cuenta de que se prevé que es muy probable que continúe el proceso de abandono de tierras marginales, que incrementaría la cantidad de combustible y la peligrosidad de los paisajes ante los incendios. Por tanto, el fuego podría terminar por afectar a una parte importante de los territorios protegidos si se mantiene la incidencia de incendios registrada en las últimas décadas. Para evaluar el riesgo de incendio es importante determinar si toda el área de un paisaje se quema por igual. Este objetivo es complicado por las limitaciones de los datos de área quemada y la naturaleza temporalmente dinámica de los paisajes. Se evaluó el grado diferencial de la quema por incendios forestales de seis variables de paisaje [tipo de cobertura y uso del suelo (LULC), distancias a vías de comunicación y poblaciones, topografía (pendiente, orientación, altura)], cada una con varias clases. El área de estudio (95 x 55 km) se localizó en España central, mientras que el periodo de estudio abarcó 16 años. Se usaron imágenes del muestreador multispectral del satélite Landsat para cartografiar anualmente los perímetros de los incendios y para clasificar las clases del paisaje. Calculamos un índice anual de selección de recursos (RSI) para cada categoría de las variables. Los tamaños de incendio y las formas de todos los incendios ocurridos en cada año se distribuyeron aleatoriamente en el paisaje por 1000 veces y se calculó su correspondiente RSI. Esto proporcionó un modelo nulo de quema aleatoria frente al que se testó el valor de los RSI de los incendios de cada año. Los bosques de pinos mostraron una selectividad por el fuego positiva significativa y constante, mientras que los bosques caducifolios mostraron una selectividad negativa también significativa y constante. No se encontraron diferencias entre los índices RSI de los tipos de cobertura y uso del suelo entre los incendios grandes (>100 ha) y pequeños (<100 ha). Los incendios seleccionaron positivamente (RSI>1) áreas cercanas o a distancias intermedias a las poblaciones e intermedias a los caminos. La selectividad de las variables topográficas fue menos marcada. Nuestro estudio demuestra que las variables del paisaje que definen su composición o la proximidad a la influencia humana son factores importantes para el riesgo de incendio. Resumen de las conclusiones generales: La distribución espacial de los incendios registrados, o del área quemada, no se corresponde directamente con la distribución geográfica de los índices de peligro de incendio. Las distribuciones de los tamaños de incendio en las celdas consideradas en su mayoría no fueron equitativas, con una gran proporción del área total quemada por un porcentaje muy pequeño de los incendios más grandes. Las relaciones entre los índices medios de peligro y la ocurrencia de incendios suelen ser positivas a nivel de celdilla, aunque no resultan predictivas, posiblemente debido al papel predominante de las igniciones por causas humanas en todas las regiones definidas. No obstante, se vio que, a nivel geográfico, dichas relaciones no se mantienen. Esto es, el índice de peligro no predice la ocurrencia de los incendios. Además, cuanto mayor fue el índice medio de peligro de incendio, menor ha sido el tiempo necesario para que se produjesen la mitad de los incendios o del área total quemada, lo cual indica que los patrones de ignición son probablemente determinantes. Por otro lado, se encontró que cuanto mayor es su índice de peligro de incendio, mayor es la desigualdad de la distribución del tamaño de incendios, lo que indica un régimen de incendios más extremo. Aunque existe una gran variabilidad de climas en España, el país se puede clasificar en 5 regiones en función del índice de peligro meteorológico FWI. Estas regiones están caracterizadas por unas frecuencias diferentes de índices de peligro. Se ha constatado que, tanto a nivel de España como en las diferentes regiones de peligro, cuanto los días con múltiples incendios o con incendios grandes coinciden con altos índices de peligro. Estos días, aunque son un porcentaje pequeño, suponen una proporción importante de incendios múltiples o de área quemada. En otras palabras, los días extremos son los que cuentan a efectos de la ocurrencia y extensión de los incendios. La importancia de las situaciones extremas se ponen de manifiesto en uno de los grandes incendios ocurrido en España, como fue el de Riba de Saelices. Los resultados obtenidos en el estudio de caso muestran que las condiciones de peligro meteorológico en el día de inicio del incendio y posteriores fueron extremas, y todo parece indicar que el incendio se produjo bajo algunas de las condiciones más adversas que se han podido dar en la zona desde que se tienen registros. Bajo estas condiciones la propagación del incendio tuvo que ser muy rápida, y su intensidad muy alta, extrema en ambos casos. Ello, unido a la vegetación dominante en la zona (Pinus pinaster [pino resinero] y Cistus laurifolius [estepa]), su alta continuidad espacial, las altas pendientes y valles encajados, convirtieron las tareas de extinción en extremadamente difíciles. La combinación de alta velocidad del viento, alta pendiente y altas condiciones de peligro permite apoyar la idea de que el fuego, efectivamente, se propagó en algunas zonas bajo situación de explosión (blow up). La homogeneidad de los restos quemados que se observan en algunas laderas permite sustentar esta hipótesis. Atendiendo al conjunto de modelos de circulación regional y escenarios de emisiones utilizados, los índices de peligro de incendio se incrementarán notablemente hacia el final del siglo XXI, aumentando los periodos de alerta y los periodos de riesgo de incendios. Este aumento en las condiciones de peligro varía según los escenarios de emisión, siendo algo menos extremo para escenarios más bajos en emisiones, aunque las diferencias no son excesivas. Por tanto, probablemente independientemente del la realidad de emisiones que termine manifestándose, las condiciones de peligro aumentarán muy notablemente durante este siglo. La duración de la estación de incendios, medida por el periodo de alerta, esto es, el tiempo que supuestamente tendrán que estar activados los servicios de extinción por excederse ciertos niveles de peligro meteorológico, o de días extremos, aumentará considerablemente y de forma generalizada por todo el territorio peninsular. La presión sobre las instituciones de lucha contra incendios será mayor al tener que afrontar campañas que comiencen antes y acaben más tarde en el año y durante las cuales el número de días con riesgo alto o extremo será mayor, con mayor probabilidad de incendios grandes y/o simultáneos. Las áreas con Espacios Naturales Protegidos son afectadas por el fuego en proporciones menores que las no protegidas, tanto en número de incendios como en área total quemada, aunque también de forma importante. La incidencia de rayos como fuente de ignición de los incendios es mayor en las zonas con áreas de la Red Natura 2000 que en donde no hay declarados estos Espacios. El fuego podría terminar por afectar a una parte importante de los territorios protegidos si se mantiene la incidencia de fuegos registrada en las últimas décadas. El aumento previsto del peligro de incendio afectará a una gran proporción de Espacios Naturales Protegidos. Esto, junto con estaciones de incendio más dilatadas y situaciones extremas más frecuentes y mantenidas, constituirá una presión creciente sobre estos Espacios que podría comprometer los objetivos de conservación. Los incendios quemaron los distintos tipos de cobertura o usos del suelo (LULC) de forma diferencial en la zona objeto de estudio. Los bosques de coníferas fueron seleccionados positivamente, con los mayores índices de selección de recursos; los matorrales también mostraron una selección positiva por parte del fuego, aunque con menos intensidad y consistencia. Los bosques caducifolios y los pastos presentaron una selección negativa constante. Por tanto, la composición y estructura del paisaje son factores importantes que afectan a los patrones de incendios en la región central de España y sus cambios afectarán previsiblemente tanto a la ocurrencia como a los patrones de incendios. Las zonas quemadas fueron significativamente más frecuentes a distancias intermedias a las vías de comunicación. Los caminos actuaron como puntos de ignición o rutas de entrada para los focos de incendios. Se ha observado una selección positiva por los incendios de las distancias intermedias y cercanas a las poblaciones de forma constante. Los asentamientos humanos parecen haber sido una fuente principal de igniciones.