Objetivos generales y específicos

Los efectos de los incendios forestales sobre los ecosistemas mediterráneos dependen, entre otras características, de la severidad que alcanzan. En Castilla y León, durante los últimos años, se ha registrado un aumento de los grandes incendios (>500 ha) (San-Miguel-Ayanz et al., 2016) con un comportamiento convectivo que dificulta su control, así como un incremento de la severidad que puede alterar la capacidad de recuperación de los sistemas forestales afectados, incluso en aquellos dominados por especies rebrotadoras (resilientes frente a incendios frecuentes pero poco severos). Por ello, la identificación de las estructuras espaciales de los sistemas forestales que condicionan la severidad de los grandes incendios representa un paso clave en el diseño de estrategias de gestión pre-incendio orientadas a la reducción del riesgo de este tipo de incendios, fundamentalmente en sistemas propensos al fuego. De acuerdo con la prioridad temática 1: ‘Agroalimentación y recursos naturales como catalizadores de la extensión de la innovación sobre el territorio’ de la RIS3 (Estrategia Regional de Investigación e Innovación para una Especialización Inteligente 2014-2020) de Castilla y León, es crucial desarrollar herramientas que ayuden a identificar indicadores de la resiliencia de los sistemas forestales frente a situaciones de incendios de diferente severidad, que constituyan las bases para desarrollar estrategias de gestión post-incendio eficaces en la recuperación de los bienes y servicios ecosistémicos que proporcionan importantes beneficios a la sociedad en general, y, de forma particular, a las poblaciones rurales directamente dependientes de estos sistemas.

El objetivo general del proyecto SEFIRECYL es identificar las estructuras espaciales de los sistemas forestales que condicionan la severidad en grandes incendios a través del estudio de las variables climáticas, topográficas, de usos del suelo y de historia de fuego (recurrencia e intervalo libre de fuego) y evaluar la influencia de la severidad en la provisión de servicios ecosistémicos de importancia para la sociedad en Castilla y León. El proyecto pretende identificar indicadores de severidad y resiliencia frente a nuevos incendios de amplia transferibilidad entre los sistemas forestales de Castilla y León. Se utilizarán imágenes de media, alta y muy alta resolución espacial para cuantificar la severidad e identificar sus condicionantes e indicadores, así como para analizar espacialmente los efectos de los grandes incendios sobre la provisión y recuperación de los servicios ecosistémicos de aprovisionamiento a través de indicadores de resiliencia. De esta forma, SEFIRECYL establecerá las bases científicas para definir herramientas eficaces de gestión integral pre- y post-incendio orientadas a la recuperación de los bienes y servicios proporcionados por los sistemas forestales de gran importancia socioeconómica en regiones como Castilla y León (Fig. 1).

Figura 1.- Esquema conceptual del proyecto SEFIRECYL.

(SPUs= unidades proveedoras de servicios ecosistémicos)

O1.- Determinar las características estructurales y funcionales de los sistemas forestales que condicionan la severidad de grandes incendios y definir indicadores de severidad. Bases para la gestión pre-incendio.

• Tarea 1.1.- Demostrar la eficacia de imágenes multiespectrales de media, alta o muy alta resolución espacial en la detección de variaciones espaciales de la severidad en sistemas forestales de Castilla y León afectados por grandes incendios.
• Tarea 1.2.- Identificar los índices espectrales que mejor evalúan la severidad del incendio en todos los compartimentos del sistema forestal.
• Tarea 1.3.- Seleccionar indicadores de severidad en campo a corto y medio plazo: propiedades estructurales de la vegetación y propiedades bioquímicas del suelo.
• Tarea 1.4.- Identificar la conexión funcional entre los indicadores de severidad de campo y los microorganismos del suelo a través del uso de técnicas de metagenómica.
• Tarea 1.5.- Determinar las variables climáticas, topográficas, de uso del suelo y de historia de fuego que influyen en la variación espacial de los combustibles vegetales y que condicionan la severidad de los grandes incendios.
• Tarea 1.6.- Desarrollar herramientas espacialmente explícitas que permitan definir las bases para la gestión pre-incendio en los sistemas forestales propensos al fuego con el fin de reducir la severidad de los grandes incendios.

O2.- Analizar los indicadores de la resiliencia de los sistemas forestales propensos al fuego frente a diferentes niveles de severidad de grandes incendios.

• Tarea 2.1.- Analizar la capacidad de regeneración natural post-fuego de la vegetación a través de sus características estructurales y funcionales, en función de la severidad del incendio.
• Tarea 2.2.- Estudiar los cambios en las características edáficas determinados por los niveles de severidad del incendio.
• Tarea 2.3.- Seleccionar los indicadores de resiliencia post-fuego a través de las propiedades de la vegetación, las propiedades químicas, bioquímicas y la composición microbiana del suelo.
• Tarea 2.4.- Modelar espacialmente los patrones de resiliencia post-fuego en diferentes escenarios de severidad.

O3.- Identificar los servicios ecosistémicos de aprovisionamiento de los sistemas forestales propensos al fuego a través del uso de herramientas multiescala. Bases para la gestión post-incendio.

• Tarea 3.1.- Identificar y cuantificar espacialmente la provisión de bienes y servicios ecosistémicos de aprovisionamiento proporcionados por los sistemas forestales en situación pre-incendio.
• Tarea 3.2.- Desarrollar herramientas que permitan evaluar las pérdidas de los servicios ecosistémicos con especial relevancia socio-económica y el tiempo necesario para su recuperación post-fuego.
• Tarea 3.3.- Definir estrategias de gestión post-incendio para minimizar los efectos negativos, tanto ambientales, como socio-económicos, de los grandes incendios en sistemas forestales de Castilla y León.

En el desarrollo de este proyecto, los objetivos científicos estarán complementados por los siguientes objetivos transversales (OT) de gestión y formación:

• OT4.- Formar alumnos de Grado o Master a través de la realización de Tesis Doctorales y Trabajos Fin de Grado/Master en investigaciones relacionadas con la severidad de los incendios forestales y sus efectos en la provisión de servicios ecosistémicos en sistemas forestales propensos al fuego.
• OT5.- Comunicar y difundir de los resultados obtenidos en el proyecto tanto en el ámbito científico, como entre los políticos y gestores de la Junta de Castilla y León, encargados de diseñar y aplicar las políticas de gestión forestal pre- y post-incendio, así como para el público en general focalizando, de manera específica, en las áreas rurales con fuerte dependencia socioeconómica de los recursos, bienes y servicios proporcionados por los sistemas forestales.

Las hipótesis de partida (HP) son:

• HP1) La estimación de la severidad en todos los compartimentos del ecosistema podrá realizarse de forma efectiva a partir de imágenes multiespectrales de alta resolución espacial con capacidad para identificar con realismo las modificaciones producidas a microescala.
• HP2) Los índices espectrales que mejor se correlaccionarán con la estimación visual en campo de la severidad serán aquellos derivados de la combinación de índices de detección de zonas quemadas (bandas reflectivas y termales) y del vigor de la vegetación (bandas reflectivas).
• HP3) Las condiciones climáticas, la topografía, los usos del suelo y la historia de fuegos (recurrencia e intervalo libre de incendios) determinarán la heterogeneidad de las estructuras forestales a escala de paisaje, lo que, junto con la carga de combustible, condicionará las variaciones espaciales de la severidad. Usos intensivos, alta recurrencia y corto intervalo se asociarán con menores cargas de combustible y, por lo tanto, con menor severidad. A mayor homogeneidad horizontal de las estructuras forestales, mayor redundancia del patrón espacial de severidad.
• HP4) Se espera que los mejores indicadores de severidad a corto y medio plazo sean las actividades enzimáticas ureasa y fosfatasa (características bioquímicas del suelo) y el diámetro remanente de la vegetación rebrotadora (propiedades estructurales de la vegetación). Algunos taxones de las comunidades bacterianas, así como el metabolismo que estos desarrollan en los ciclos del nitrógeno y el fósforo, podrían ser indicadores funcionales de la severidad.
• HP5) Los modelos espacialmente explícitos que combinen información de los indicadores de severidad y datos de teledetección permitirán identificar los factores clave para la gestión pre-incendio en sistemas propensos al fuego.
• HP6) La cobertura de especies rebrotadoras con lignotubérculo será el indicador de vegetación más adecuado para evaluar la resiliencia en condiciones de baja severidad. Por el contrario, la cobertura de especies germinadoras será el mejor indicador en condiciones de alta severidad.
• HP7) El contenido en nitrógeno y fósforo disponible, las actividades enzimáticas y la biomasa microbiana serán los indicadores más apropiados para evaluar la resiliencia del suelo a corto y medio plazo, debido a que su valor se incrementará en condiciones de severidad alta.
• HP8) En áreas donde la severidad del incendio haya sido más elevada, la resiliencia del sistema será menor debido a los efectos negativos producidos en el banco de semillas, en los órganos rebrotadores y en las propiedades del suelo.
• HP9) La combinación de datos obtenidos a partir de técnicas de detección remota, trabajo de campo, la comunicación con diferentes agentes sociales implicados y los planes de ordenación de los sistemas forestales permitirá generar una herramienta de evaluación de la resiliencia de los sistemas, así como de las modificaciones en la provisión de servicios ecosistémicos de aprovisionamiento.