Characterizing pyroregions in mainland Spain from spatial-temporal patterns of fire regime and their underlying drivers

Jiménez Ruano, Adrián
Rodrigues Mimbrero, Marcos (dir.) ; De La Riva Fernández, Juan (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2019


Abstract: El fuego ha coexistido de forma intrínseca en diversos ecosistemas a nivel global. En el caso de los ambientes más humanizados la acción del hombre ha alterado esos regímenes de incendio naturales por uno fundamentalmente de carácter antrópico. En el contexto de la Europa Mediterránea, el número de incendios forestales y su área quemada observados han experimentado un descenso general durante el final del siglo XX. Esto ha supuesto un declive de la incidencia del fuego en la mayoría de los ecosistemas mediterráneos históricamente afectados por incendios recurrentes. Por tanto, es evidente la alteración de los regímenes de incendio pasados, debido principalmente a la intervención humana con una política de exclusión total del fuego muy exigente.
No obstante, la evolución reciente de los regímenes de incendio presenta una alta variabilidad espacial y temporal. Por otro lado, las perspectivas de futuro vaticinan un impacto creciente del factor humano (abandono del campo, gestión de los bosques y mantenimiento de la supresión excluyente), lo que consecuentemente derivará una mayor actividad de incendios debido a una mayor cantidad de combustible disponible. Asimismo, se prevén unas condiciones climáticas cada vez más propensas a generar incendios de gran superficie (mayores valores de temperatura, mayor frecuencia de olas de calor y sequías), lo que sin duda afectará negativamente tanto a los ecosistemas como las sociedades futuras.
Todos estos factores hacen necesaria una adecuada zonificación de los regímenes de incendio desde una perspectiva espacio-temporal, la cual permita conocer la relación existente entre el régimen de incendios alterado y los factores socio-económicos y ambientales asociados. Así como detectar tendencias en el tiempo en regiones que experimenten un descenso de la actividad, o, por el contrario, incremento de la incidencia de incendios. Por tanto, conociendo estas zonas se podrá mejorar la gestión y prevención contra incendios forestales.
Esta tesis doctoral se enfoca en enriquecer el conocimiento sobre la identificación e interpretación de regiones homogéneas de regímenes de incendio. Para ello se recurre a un amplio abanico de métodos de análisis estadísticos y de modelado espacial. La tesis se estructura de acuerdo a los siguientes objetivos: el objetivo 1 se centra en analizar la distribución espacio-temporal de las principales métricas que definen el régimen de incendio durante el periodo reciente. El objetivo 2 pretende profundizar en la influencia del riesgo meteorológico en la evolución de la actividad de los incendios. El objetivo 3 evalúa el cambio de la contribución relativa de los factores antropogénicos en los incendios forestales. El objetivo 4 se enfoca en explicar la evolución y causas de los cambios o transiciones de los regímenes de incendios durante el periodo reciente (1974-2015) y futuro (2016-2036). Finalmente, el objetivo 5 pone la atención en la traslación de la zonificación de tipologías de regímenes de incendios hacia una cartografía integral de piroregiones.
Los resultados indican que los regímenes de incendio en la España peninsular han experimentado diversos cambios, principalmente una disminución considerable de la actividad de incendios en la mayor parte del territorio, aunque todavía persiste una alta actividad en el extremo norte (especialmente en invierno). Los diversos métodos de aprendizaje automático empleados, especialmente Random Forest, han demostrado su potencial en términos de revelar los factores que impulsan la evolución del régimen de incendios. Además, la proyección ARIMA ha confirmado la tendencia actual hacia una menor incidencia de incendios. Todo apunta a que las medidas preventivas deben tomar más protagonismo en áreas con un abrupto descenso de la ocurrencia, ya que son significativamente más propensas a grandes incendios a corto y medio plazo.


Abstract (other lang.): Fire has always been an intrinsic feature in various ecosystems around the world. In environments heavily populated by humans, their actions have altered these natural fire regimes for others that are fundamentally anthropogenic in nature. In the context of Mediterranean Europe, the number of forest fires and their observed burnt area fell into a general decline during the late twentieth century, which led to a reduced incidence of fire in most Mediterranean ecosystems historically affected by recurrent fires. Therefore, the change in past fire regimes is evident, mainly due to human intervention instigating a very demanding policy of total exclusion of fire. However, the recent evolution of fire regimes presents a high spatial and temporal variability. On the other hand, future scenarios predict a growing impact of the human factor (more land abandonment, poor management of forests and adhering exclusively to suppression methods), which will result in increased fire activity due to a greater amount of available fuel. In addition, climatic conditions are expected to cause increasingly larger burned areas (higher temperatures, more frequent heat waves and droughts), which will undoubtedly have a negative effect on both ecosystems and future societies. All these factors make an adequate zoning of fire regimes necessary from a spatial-temporal perspective, which allows the relationship between the altered fire regime and associated socio-economic and environmental factors to be determined, as well as detecting temporal trends in regions with decreasing activity, or on the contrary, an increase in the incidence of fires. Therefore, finding these areas will lead to improved management and prevention of forest fires. This doctoral thesis focuses on enriching knowledge for identifying and interpreting homogeneous regions of fire regimes. A wide range of methods of statistical analysis and spatial modeling are employed. The thesis is structured according to the following objectives: Objective 1 focuses on analyzing the spatial-temporal distribution of the main features defining the fire regime during the recent period. Objective 2 aims to further describe the influence of meteorological danger on the evolution of fire activity. Objective 3 evaluates the change in the relative contribution of anthropogenic factors on forest fires. Objective 4 focuses on explaining the evolution and causes of changes or transitions in fire regimes during the recent (1974-2015) and future (2016-2036) periods. Finally, Objective 5 centers on the transfer of the zoning of fire regime typologies into an integral mapping of pyroregions The results indicate that fire regimes in mainland Spain have undergone several changes, mainly a considerable decrease in fire activity in most of the territory, although it still remains high in the north (especially in winter). The diverse machine-learning methods employed, especially Random Forest, have demonstrated their potential in terms of revealing the fire drivers behind fire regime evolution. Moreover, forecasting by the ARIMA model has confirmed the ongoing tendency towards a lower incidence of fire. All indications are that preventive measures should take greater prominence in areas with an abrupt decrease in wildfires, as they are significantly more prone to large ones in the short and medium term.

Pal. clave: incendios forestales ; geografia ; geografia regional ; sistemas de informacion geografica

Titulación: Programa de Doctorado en Ordenación del Territorio y Medio Ambiente
Plan(es): Plan 505

Department: Geografía y Ordenación del Territorio

Nota: Presentado: 13 12 2019
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Geografía y Ordenación del Territorio, 2019

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 Record created 2021-02-26, last modified 2021-05-20


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