Caracterización del régimen de incendios, su relación con el clima y su efecto en la resiliencia y estructura de la vegetación

Abstract

Los incendios son complejos procesos ecológicos que poseen la capacidad de modelar los patrones de distribución, composición y estructura de la vegetación a distintas escalas espacio-temporales. El éxito de las igniciones y la posterior propagación de las llamas están estrechamente relacionados al nivel de inflamabilidad del paisaje, el cual se halla determinado por la inflamabilidad de cada una de las especies presentes en cada cobertura, por las características ambientales y estructurales de cada cobertura y por la forma en que las coberturas se distribuyen en el paisaje. Además la inflamabilidad del paisaje también está determinada por la humedad y la cantidad de cada uno de los combustibles presentes. Estos factores junto con las igniciones y el uso de la tierra con fines productivos interactúan para determinar la distribución espacial de los incendios en el paisaje y las características de los incendios. A su vez, los incendios son eventos que inician un procesode sucesión, por lo tanto son procesos que están inherentemente unidos a la sucesión vegetal. Sin embargo los ecosistemas poseen mecanismos de resistencia y resiliencia que les confieren la habilidad de resistir el daño generado por las llamas y recuperarse del mismo. En el Chaco seco argentino recientemente se han producido grandes cambios en el uso del suelo que generaron modificaciones en la de inflamabilidad de las coberturas vegetales y en el patrón de distribución espacial de incendio. En base a esto los objetivos de esta tesis fueron: 1) estudiar las diferencias en la inflamabilidad de la vegetación entre distintos tipos de cobertura (bosque, arbustal, pastizal y cultivo) en el Chaco seco argentino, 2) determinar la importancia relativa del clima, la cobertura vegetal del suelo y las actividades humanas sobre la distribución espacial de incendios en el Chaco seco argentinoy 3) estudiar los patrones de resistencia estructural y resiliencia funciona post-incendio del bosque en el Chaco seco argentino.Para cumplir con los objetivos 1 y 2 se utilizaron imágenes MODIS de área quemada y de focos de calor, como así también mapas de vegetación, bases de datos geoespaciales climáticas, poblacionales y productivas. Los resultados muestran que en el periodo 2000-2011 estudiado, el Chaco seco argentino muestra claras diferencias de inflamabilidad entre la región árida y semiárida. A nivel general los resultados obtenidos mostraron que el bosque es la cobertura de menor inflamabilidad. Se detectó que en la región árida la inflamabilidad del arbustal es similar a la del bosque y que en la región semiárida es igual a la del pastizal y el cultivo. En el bosque el nivel de biomasa no propició la ocurrencia de incendios y en el pastizal existen factores locales que ocultan la relación entre las precipitaciones y la ocurrencia de incendios.En cuanto a la importancia relativa de los factores que determinan la distribución espacial de incendios, se observó que la presencia de pastizal fue el factor más importante. A su vez, las actividades de desmonte para la agricultura y ganadería tendrían un efecto importante. También se detectó que el efecto de las condiciones climáticas sobre laocurrencia de incendio estuvo determinado por el tipo de cobertura presente, en las zonas chaqueñas dominadas por cobertura de bosque la ocurrencia de incendios se incrementó con el déficit hídrico, mientras que en zonas con pastizal la ocurrencia de incendios fue máxima con niveles de déficit hídrico intermedio. Además los datos mostraron que laganadería podría estar incrementando la inflamabilidad del bosque.Para cumplir el objetivo 3 fue necesario desarrollar una metodología basada en criterios biológicos y test estadísticos para analizar de series temporales de índices de vegetación satelitales. La metodología propuesta permite seleccionar sitios control con igual patrón de actividad fotosintética pre-incendio que la parcela quemada, lo que permite utilizar un diseño experimental apareado. Dicha metodología demostró un desempeño satisfactorio desde el punto de vista biológico y pudo ser implementada en forma exitosa para estudiar los patrones de resiliencia post-fuego de la vegetación. Además, para cumplir con dicho objetivo se utilizaron imágenes satelitales Landsat 5 TM para detectar nueve áreas de bosque que se quemaron en el año 2003 en la provincia de Santiago del Estero. Dentro de estas áreas se seleccionaron un total de 85 parcelas quemadas. Mediante el uso de mapas de vegetación e imágenes QuickBird se aseguró que todas las parcelas fueran bosques antes del incendio y también se determinó si ocho años después del incendio las parcelas permanecían como bosque o estaban en un estado sucesional de arbustal. Con el objetivo de determinar los factores que afectan la resistencia estructural (probabilidad de permanecer como bosque después del incendio) y la resiliencia funcional del bosque (recuperación del funcionamiento fotosintético), se estimó el estado pre-incendio de la vegetación mediante atributos funcionales satelitales, la intensidad, severidad y tamaño de cada incendio y la precipitación post-incendio. demás ocho años después del incendio se compararon las diferencias del funcionamiento fotosintético de las parcelas que permanecieron como bosque y las que cambiaron a arbustal. Los resultados muestran que el 53 % de las parcelas de bosque que se quemaron se transformaron en arbustal luego de los incendios del 2003. La probabilidad de permanecer como bosque después del incendio estuvo determinada por la severidad del incendio y las características de la fenología foliar de los árboles. Los atributos funcionales muestran diferentes patrones de recuperación post-incendio entre sí, aquellos parámetros relacionados a las condiciones atmosféricas de invierno y principio de primavera fueron los que presentaron menor nivel resiliencia. A su vez, la recuperación post-incendio de la productividad primaria neta fue resultado de la interacción entre la severidad con la productividad pre-incendio y las características de la fenología foliar preincendio del bosque. En parcelas con severidad elevada la resiliencia post-incendio de la productividad estuvo determinada por la productividad pre-incendio. Mientras que en parcelas con severidad moderada la capacidad de recuperación se vio afectada por las características pre-incendio fenología foliar de las plantas.