La ecología del fuego es una disciplina científica que estudia los efectos del fuego en los ecosistemas naturales . [1] Muchos ecosistemas, en particular las praderas , las sabanas , los chaparrales y los bosques de coníferas , han evolucionado con el fuego como un contribuyente esencial a la vitalidad y renovación del hábitat . [2] Muchas especies de plantas en entornos afectados por incendios utilizan el fuego para germinar, establecerse o reproducirse. La supresión de incendios forestales no solo pone en peligro a estas especies, sino también a los animales que dependen de ellas. [3]
Históricamente, las campañas de extinción de incendios forestales en Estados Unidos han moldeado la opinión pública para creer que los incendios forestales son perjudiciales para la naturaleza. Sin embargo, la investigación ecológica ha demostrado que el fuego es un componente integral de la función y la biodiversidad de muchos hábitats naturales, y que los organismos dentro de estas comunidades se han adaptado para soportar, e incluso aprovechar, los incendios forestales naturales. En términos más generales, el fuego ahora se considera una "perturbación natural", similar a las inundaciones , las tormentas de viento y los deslizamientos de tierra , que ha impulsado la evolución de las especies y controla las características de los ecosistemas. [4]
La supresión de incendios, en combinación con otros cambios ambientales provocados por el hombre, puede haber tenido consecuencias imprevistas para los ecosistemas naturales. Algunos grandes incendios forestales en los Estados Unidos se han atribuido a años de supresión de incendios y a la continua expansión de la población hacia ecosistemas adaptados al fuego, así como al cambio climático . [5] Los administradores de tierras se enfrentan a preguntas difíciles sobre cómo restaurar un régimen natural de incendios , pero permitir que los incendios forestales ardan es probablemente el método menos costoso y más eficaz en muchas situaciones. [6]
El fuego ha desempeñado un papel importante en la configuración de la vegetación del mundo. El proceso biológico de la fotosíntesis comenzó a concentrar el oxígeno atmosférico necesario para la combustión durante el Devónico, hace aproximadamente 350 millones de años. Luego, hace aproximadamente 125 millones de años, el fuego comenzó a influir en el hábitat de las plantas terrestres .
En el siglo XX, el ecologista Charles Cooper defendió el fuego como un proceso ecosistémico.
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Un régimen de incendios describe las características del fuego y cómo interactúa con un ecosistema en particular. [7] Su "severidad" es un término que los ecólogos utilizan para referirse al impacto que tiene un incendio en un ecosistema. Por lo general, se estudia utilizando herramientas como la teledetección, que puede detectar estimaciones de área quemada, la gravedad y el riesgo de incendio asociado con un área. [8] Los ecólogos pueden definir esto de muchas maneras, pero una de ellas es a través de una estimación de la mortalidad de las plantas.
Los incendios pueden producirse en tres niveles de elevación. Los incendios terrestres queman suelos ricos en materia orgánica. Los incendios superficiales queman material vegetal vivo y muerto a nivel del suelo. Los incendios de copas queman las copas de los arbustos y los árboles. Los ecosistemas suelen experimentar una combinación de los tres. [9]
Los incendios suelen producirse durante la estación seca, pero en algunas zonas también suelen producirse en épocas del año en las que hay más rayos. La frecuencia con la que se producen incendios en un lugar determinado durante un período de años es una medida de la frecuencia de los incendios forestales en un ecosistema determinado. Se define como el intervalo medio entre incendios en un lugar determinado o como el intervalo medio entre incendios en un área especificada equivalente. [9]
Definida como la energía liberada por unidad de longitud de la línea de fuego (kW m −1 ), la intensidad de los incendios forestales se puede estimar como
Los incendios pueden afectar los suelos a través de procesos de calentamiento y combustión. Dependiendo de las temperaturas de los suelos durante el proceso de combustión, se producirán diferentes efectos: desde la evaporación del agua en los rangos de temperatura más bajos hasta la combustión de la materia orgánica del suelo y la formación de materia orgánica pirogénica, como el carbón. [11]
Los incendios pueden provocar cambios en los nutrientes del suelo a través de una variedad de mecanismos, que incluyen oxidación, volatilización, erosión y lixiviación por agua, pero el evento generalmente debe ser de altas temperaturas para que ocurra una pérdida significativa de nutrientes. Sin embargo, la cantidad de nutrientes biodisponibles en el suelo generalmente aumenta debido a la ceniza que se genera, en comparación con la liberación lenta de nutrientes por descomposición. [12] El desconchado de rocas (o exfoliación térmica ) acelera la erosión de la roca y potencialmente la liberación de algunos nutrientes.
El aumento del pH del suelo después de un incendio es algo que se observa con frecuencia, probablemente debido a la formación de carbonato de calcio y la posterior descomposición de este carbonato de calcio en óxido de calcio cuando las temperaturas aumentan aún más. [11] También podría deberse al aumento del contenido de cationes en el suelo debido a la ceniza, que aumenta temporalmente el pH del suelo . La actividad microbiana en el suelo también podría aumentar debido al calentamiento del suelo y al aumento del contenido de nutrientes en el suelo, aunque los estudios también han encontrado una pérdida completa de microbios en la capa superior del suelo después de un incendio. [12] [13] En general, los suelos se vuelven más básicos (pH más alto) después de los incendios debido a la combustión ácida . Al impulsar nuevas reacciones químicas a altas temperaturas, el fuego puede incluso alterar la textura y la estructura de los suelos al afectar el contenido de arcilla y la porosidad del suelo .
La eliminación de la vegetación después de un incendio puede causar varios efectos en el suelo, como el aumento de las temperaturas del suelo durante el día debido al aumento de la radiación solar en la superficie del suelo y un mayor enfriamiento debido a la pérdida de calor radiativo durante la noche. Menos materia vegetal para interceptar la lluvia permitirá que llegue más agua a la superficie del suelo y, con menos plantas para absorber el agua, la cantidad de contenido de agua en los suelos podría aumentar. Sin embargo, la ceniza puede repeler el agua cuando está seca y, por lo tanto, el contenido y la disponibilidad de agua podrían no aumentar. [14]
Las adaptaciones al fuego son rasgos de las plantas y los animales que les ayudan a sobrevivir a los incendios forestales o a utilizar los recursos creados por ellos. Estos rasgos pueden ayudar a las plantas y los animales a aumentar sus tasas de supervivencia durante un incendio y/o a reproducir descendencia después de un incendio. Tanto las plantas como los animales tienen múltiples estrategias para sobrevivir y reproducirse después de un incendio. Las plantas en ecosistemas propensos a los incendios forestales a menudo sobreviven mediante adaptaciones a su régimen de incendios local . Dichas adaptaciones incluyen protección física contra el calor, mayor crecimiento después de un incendio y materiales inflamables que fomentan el fuego y pueden eliminar la competencia .
Por ejemplo, las plantas del género Eucalyptus contienen aceites inflamables que fomentan el fuego y hojas esclerófilas duras para resistir el calor y la sequía, asegurando su dominio sobre especies menos tolerantes al fuego. [15] [16] La corteza densa, el desprendimiento de las ramas inferiores y el alto contenido de agua en las estructuras externas también pueden proteger a los árboles del aumento de las temperaturas. [17] Las semillas resistentes al fuego y los brotes de reserva que brotan después de un incendio fomentan la preservación de las especies, como lo encarnan las especies pioneras . El humo, la madera carbonizada y el calor pueden estimular la germinación de las semillas en un proceso llamado serotinia . [18] La exposición al humo de las plantas en llamas promueve la germinación en otros tipos de plantas al inducir la producción de butenolida naranja . [19]
Las plantas han desarrollado muchas adaptaciones para hacer frente al fuego. De estas adaptaciones, una de las más conocidas es probablemente la piriscencia , en la que la maduración y liberación de las semillas se desencadena, total o parcialmente, por el fuego o el humo; este comportamiento a menudo se denomina erróneamente serotinidad , aunque este término realmente denota la categoría mucho más amplia de liberación de semillas activada por cualquier estímulo. Todas las plantas piriscentes son serotinosas, pero no todas las plantas serotinosas son piriscentes (algunas son necriscentes, higriscentes, xeriscentes, soliscentes o alguna combinación de ellas). Por otro lado, la germinación de las semillas activada por un desencadenante no debe confundirse con la piriscencia; se conoce como latencia fisiológica .
En las comunidades de chaparral del sur de California , por ejemplo, algunas plantas tienen hojas recubiertas de aceites inflamables que fomentan un fuego intenso. [20] Este calor hace que sus semillas activadas por el fuego germinen (un ejemplo de latencia) y las plantas jóvenes pueden entonces aprovechar la falta de competencia en un paisaje quemado. Otras plantas tienen semillas activadas por el humo, o brotes activados por el fuego. Los conos del pino Lodgepole ( Pinus contorta ) son, por el contrario, piriscentes: están sellados con una resina que el fuego derrite, liberando las semillas. [21] Muchas especies de plantas, incluida la sequoia gigante intolerante a la sombra ( Sequoiadendron giganteum ), necesitan fuego para hacer huecos en el dosel de vegetación que dejen entrar la luz, lo que permite que sus plántulas compitan con las plántulas más tolerantes a la sombra de otras especies, y así establecerse. [22] Debido a que su naturaleza estacionaria impide cualquier evitación del fuego, las especies de plantas solo pueden ser intolerantes al fuego, tolerantes al fuego o resistentes al fuego. [23]
Las especies de plantas intolerantes al fuego tienden a ser altamente inflamables y son destruidas completamente por el fuego. Algunas de estas plantas y sus semillas pueden simplemente desaparecer de la comunidad después de un incendio y no regresar; otras se han adaptado para asegurar que su descendencia sobreviva hasta la siguiente generación. Las "plantas que sembran por obligación" son plantas con grandes bancos de semillas que se activan con el fuego y que germinan, crecen y maduran rápidamente después de un incendio, para reproducirse y renovar el banco de semillas antes del siguiente incendio. [23] [24] Las semillas pueden contener la proteína receptora KAI2, que se activa por las hormonas de crecimiento karrikin liberadas por el fuego. [25]
Las especies tolerantes al fuego son capaces de soportar un cierto grado de quema y seguir creciendo a pesar del daño causado por el fuego. A estas plantas a veces se las denomina " rebrotadoras ". Los ecólogos han demostrado que algunas especies de rebrotadoras almacenan energía adicional en sus raíces para ayudar a la recuperación y el recrecimiento después de un incendio. [23] [24] Por ejemplo, después de un incendio forestal en Australia , el árbol Mountain Grey Gum ( Eucalyptus cypellocarpa ) comienza a producir una masa de brotes de hojas desde la base del árbol hasta el tronco hacia la parte superior, lo que le da el aspecto de un palo negro completamente cubierto de hojas jóvenes y verdes.
Las plantas resistentes al fuego sufren pocos daños durante un régimen de incendios característico. Entre ellas se encuentran los árboles grandes cuyas partes inflamables se encuentran muy por encima de los incendios superficiales. El pino ponderosa maduro ( Pinus ponderosa ) es un ejemplo de una especie de árbol que sufre poco o ningún daño en la copa durante un incendio de baja gravedad porque pierde sus ramas inferiores y vulnerables a medida que madura. [23] [26]
Al igual que las plantas, los animales muestran una serie de habilidades para hacer frente al fuego, pero se diferencian de la mayoría de las plantas en que deben evitar el fuego real para sobrevivir. Aunque las aves pueden ser vulnerables cuando anidan, generalmente pueden escapar de un incendio; de hecho, a menudo se benefician de poder capturar presas que huyen de un incendio y recolonizar áreas quemadas rápidamente después. De hecho, muchas especies de vida silvestre en todo el mundo dependen de incendios recurrentes en ecosistemas dependientes del fuego para crear y mantener el hábitat. [27] Algunas evidencias antropológicas y etnoornitológicas sugieren que ciertas especies de aves rapaces que se alimentan de fuego pueden propagar intencionalmente el fuego para hacer que sus presas salgan. [28] [29] Los mamíferos a menudo son capaces de huir de un incendio o buscar refugio si pueden excavar. Los anfibios y reptiles pueden evitar las llamas excavando en el suelo o utilizando las madrigueras de otros animales. Los anfibios, en particular, pueden refugiarse en el agua o en el barro muy húmedo. [23]
Algunos artrópodos también se refugian durante un incendio, aunque el calor y el humo pueden atraer a algunos de ellos, para su propio riesgo. [30] Los organismos microbianos del suelo varían en su tolerancia al calor, pero es más probable que sobrevivan a un incendio cuanto más profundo se encuentren en el suelo. Una intensidad baja del fuego, un paso rápido de las llamas y un suelo seco también ayudarán. Un aumento de los nutrientes disponibles después de que el incendio haya pasado puede dar lugar a comunidades microbianas más grandes que antes del incendio. [31] La tolerancia al calor generalmente mayor de las bacterias en relación con los hongos hace posible que la diversidad de la población microbiana del suelo cambie después de un incendio, dependiendo de la gravedad del incendio, la profundidad de los microbios en el suelo y la presencia de cobertura vegetal. [32] Ciertas especies de hongos, como Cylindrocarpon destructans , parecen no verse afectadas por los contaminantes de la combustión, que pueden inhibir la repoblación del suelo quemado por otros microorganismos y, por lo tanto, tienen una mayor probabilidad de sobrevivir a la perturbación del fuego y luego recolonizar y superar a otras especies de hongos después. [33]
El comportamiento del fuego es diferente en cada ecosistema y los organismos que lo habitan se han adaptado en consecuencia. Una generalidad es que en todos los ecosistemas el fuego crea un mosaico de diferentes parches de hábitat , con áreas que van desde las que acaban de quemarse hasta las que no han sido tocadas por el fuego durante muchos años. Esta es una forma de sucesión ecológica en la que un sitio recién quemado progresará a través de fases continuas y direccionales de colonización después de la destrucción causada por el fuego. [34] Los ecólogos suelen caracterizar la sucesión a través de los cambios en la vegetación que surgen sucesivamente. Después de un incendio, las primeras especies en recolonizar serán aquellas cuyas semillas ya están presentes en el suelo, o aquellas cuyas semillas pueden viajar rápidamente al área quemada. Por lo general, se trata de plantas herbáceas de crecimiento rápido que requieren luz y no toleran la sombra. A medida que pasa el tiempo, las especies leñosas de crecimiento más lento y tolerantes a la sombra suprimirán algunas de las plantas herbáceas. [35] Las coníferas suelen ser especies de sucesión temprana, mientras que los árboles de hojas anchas las reemplazan con frecuencia en ausencia de fuego. Por lo tanto, muchos bosques de coníferas dependen de incendios recurrentes. [36] Los incendios tanto naturales como provocados por el hombre afectan a todos los ecosistemas, desde las turberas hasta los matorrales, los bosques y los paisajes tropicales. Esto afecta la forma en que se estructura y funciona el ecosistema. Aunque siempre ha habido incendios forestales de forma natural, la frecuencia de los mismos ha aumentado a un ritmo rápido en los últimos años. Esto se debe en gran medida a la disminución de las precipitaciones, el aumento de la temperatura y el aumento de las igniciones humanas. [37]
Las distintas especies de plantas, animales y microbios se especializan en explotar distintas etapas de este proceso de sucesión y, al crear estos distintos tipos de parches, el fuego permite que exista una mayor cantidad de especies dentro de un paisaje. Las características del suelo serán un factor para determinar la naturaleza específica de un ecosistema adaptado al fuego, al igual que el clima y la topografía. Las distintas frecuencias de incendios también dan lugar a diferentes vías de sucesión; los intervalos cortos entre incendios suelen eliminar especies de árboles debido al tiempo necesario para reconstruir un banco de semillas, lo que da lugar a su sustitución por especies de semillas más ligeras, como pastos y hierbas. [38]
Los incendios leves a moderados arden en el sotobosque del bosque , eliminando árboles pequeños y la cubierta vegetal herbácea . Los incendios de alta severidad quemarán las copas de los árboles y matarán la mayor parte de la vegetación dominante. Los incendios de copa pueden requerir el apoyo de combustibles del suelo para mantener el fuego en el dosel del bosque (incendios pasivos de copa), o el fuego puede arder en el dosel independientemente de cualquier apoyo de combustible del suelo (un incendio activo de copa). El fuego de alta severidad crea un hábitat de bosque seral temprano complejo , o bosque de troncos secos con altos niveles de biodiversidad. Cuando un bosque se quema con frecuencia y, por lo tanto, tiene menos acumulación de hojarasca, las temperaturas del suelo subterráneo aumentan solo ligeramente y no serán letales para las raíces que se encuentran profundamente en el suelo. [30] Aunque otras características de un bosque influirán en el impacto del fuego sobre él, factores como el clima y la topografía juegan un papel importante en la determinación de la gravedad del incendio y la extensión del fuego. [39] Los incendios se propagan más ampliamente durante los años de sequía, son más severos en las laderas superiores y están influenciados por el tipo de vegetación que está creciendo.
En Canadá , los bosques cubren alrededor del 10% de la superficie terrestre y, sin embargo, albergan al 70% de las especies de aves y mamíferos terrestres del país. Los regímenes de incendios naturales son importantes para mantener un conjunto diverso de especies de vertebrados en hasta doce tipos diferentes de bosques en Columbia Británica . [40] Diferentes especies se han adaptado para aprovechar las diferentes etapas de sucesión, rebrote y cambio de hábitat que ocurren después de un episodio de quema, como árboles caídos y escombros. Las características del incendio inicial, como su tamaño e intensidad, hacen que el hábitat evolucione de manera diferente después e influyen en cómo las especies de vertebrados pueden utilizar las áreas quemadas. [40] El cambio en la intensidad de los incendios forestales a lo largo del tiempo se ha estudiado para el período desde 1600 en un área del centro de Columbia Británica y es consistente con la supresión de incendios desde que se introdujo la regulación. [41]
Los incendios de matorrales generalmente se concentran en el dosel y se propagan de forma continua si los arbustos están lo suficientemente cerca unos de otros. Los matorrales suelen ser secos y propensos a acumulaciones de combustibles altamente volátiles, especialmente en las laderas. Los incendios seguirán el camino de menor humedad y mayor cantidad de material combustible muerto. Las temperaturas del suelo superficial y subterráneo durante una quema son generalmente más altas que las de los incendios forestales porque los centros de combustión se encuentran más cerca del suelo, aunque esto puede variar mucho. [30] Las plantas comunes en matorrales o chaparrales incluyen manzanita , chamise y coyote brush .
El matorral californiano, comúnmente conocido como chaparral , es una comunidad vegetal muy extendida de especies de bajo crecimiento, típicamente en áreas áridas y en pendiente de las cordilleras costeras de California o en las estribaciones occidentales de Sierra Nevada . Hay una serie de arbustos y formas de arbustos arbóreos comunes en esta asociación, incluidos el salal , el toyón , el baya del café y el roble venenoso occidental . [42] La regeneración después de un incendio suele ser un factor importante en la asociación de estas especies.
Los matorrales de fynbos se encuentran en una pequeña franja a lo largo de Sudáfrica . Las especies de plantas en este ecosistema son muy diversas, aunque la mayoría de estas especies son semilleras obligadas, es decir, un incendio provocará la germinación de las semillas y las plantas comenzarán un nuevo ciclo de vida debido a ello. Estas plantas pueden haber coevolucionado en semilleras obligadas como respuesta al fuego y a los suelos pobres en nutrientes. [43] Debido a que el fuego es común en este ecosistema y el suelo tiene nutrientes limitados, es más eficiente para las plantas producir muchas semillas y luego morir en el próximo incendio. Invertir mucha energía en las raíces para sobrevivir al próximo incendio cuando esas raíces podrán extraer poco beneficio adicional del suelo pobre en nutrientes sería menos eficiente. Es posible que el rápido tiempo de generación que muestran estas semilleras obligadas haya llevado a una evolución y especiación más rápidas en este ecosistema, lo que resultó en su comunidad vegetal altamente diversa. [43]
Los pastizales se queman más fácilmente que los ecosistemas forestales y arbustivos, y el fuego se mueve a través de los tallos y las hojas de las plantas herbáceas y calienta solo ligeramente el suelo subyacente, incluso en casos de alta intensidad. En la mayoría de los ecosistemas de pastizales, el fuego es el modo principal de descomposición , lo que lo hace crucial en el reciclaje de nutrientes . [30] En algunos sistemas de pastizales, el fuego solo se convirtió en el modo principal de descomposición después de la desaparición de grandes manadas migratorias de megafauna que ramoneaba o pastaba impulsadas por la presión de los depredadores. En ausencia de comunidades funcionales de grandes manadas migratorias de megafauna herbívora y depredadores acompañantes, el uso excesivo del fuego para mantener los ecosistemas de pastizales puede conducir a una oxidación excesiva, pérdida de carbono y desertificación en climas susceptibles. [44] Algunos ecosistemas de pastizales responden mal al fuego. [45]
En América del Norte, las gramíneas invasoras adaptadas al fuego, como Bromus tectorum, contribuyen a aumentar la frecuencia de los incendios, lo que ejerce una presión selectiva contra las especies nativas. Esto es motivo de preocupación para los pastizales del oeste de los Estados Unidos . [45]
En pastizales menos áridos, antes de la colonización, los incendios trabajaron en conjunto [46] con el pastoreo para crear un ecosistema de pastizales saludable [47] como lo indica la acumulación de materia orgánica del suelo alterada significativamente por el fuego. [48] [49] [50] El ecosistema de pradera de pastos altos en Flint Hills en el este de Kansas y Oklahoma está respondiendo positivamente al uso actual del fuego en combinación con el pastoreo. [51]
En la sabana de Sudáfrica , las áreas recientemente quemadas tienen un nuevo crecimiento que proporciona un forraje sabroso y nutritivo en comparación con los pastos más viejos y duros. Este nuevo forraje atrae a los grandes herbívoros de las áreas de pastizales no quemados y pastoreados que se han mantenido cortos por el pastoreo constante. En estos "céspedes" no quemados, solo las especies de plantas adaptadas al pastoreo intenso pueden persistir; pero la distracción proporcionada por las áreas recientemente quemadas permite que los pastos intolerantes al pastoreo vuelvan a crecer en los céspedes que han sido abandonados temporalmente, lo que permite que estas especies persistan dentro de ese ecosistema. [52]
Gran parte del sureste de los Estados Unidos fue una vez un bosque abierto de pinos de hoja larga con un rico sotobosque de pastos, juncos, plantas carnívoras y orquídeas. Estos ecosistemas tuvieron la frecuencia de incendios más alta de cualquier hábitat, una vez por década o menos. Sin fuego, los árboles del bosque caducifolio invaden, y su sombra elimina tanto los pinos como el sotobosque. Algunas de las plantas típicas asociadas con el fuego incluyen la planta jarra amarilla y la pogonia rosa . La abundancia y diversidad de tales plantas está estrechamente relacionada con la frecuencia de los incendios. Animales raros como las tortugas de tierra y las serpientes índigo también dependen de estos pastizales abiertos y bosques planos . [53] Por lo tanto, la restauración de los incendios es una prioridad para mantener la composición de las especies y la diversidad biológica. [54]
Muchos tipos de humedales también se ven afectados por el fuego. Esto suele ocurrir durante períodos de sequía. En paisajes con suelos de turba, como las turberas, el propio sustrato de turba puede arder, dejando agujeros que se vuelven a llenar de agua como nuevos estanques. Los incendios menos intensos eliminarán la hojarasca acumulada y permitirán que otras plantas de humedales se regeneren a partir de semillas enterradas o de rizomas. Los humedales que se ven afectados por el fuego incluyen marismas costeras , praderas húmedas, turberas , llanuras aluviales , marismas de pradera y bosques planos . [55] Dado que los humedales pueden almacenar grandes cantidades de carbono en la turba, la frecuencia de incendios de las vastas turberas del norte está vinculada a los procesos que controlan los niveles de dióxido de carbono de la atmósfera y al fenómeno del calentamiento global. [56] El carbono orgánico disuelto (COD) es abundante en los humedales y desempeña un papel fundamental en su ecología. En los Everglades de Florida , una parte significativa del COD es "carbón disuelto", lo que indica que el fuego puede desempeñar un papel fundamental en los ecosistemas de humedales. [57]
El fuego cumple muchas funciones importantes en los ecosistemas adaptados al fuego. El fuego desempeña un papel importante en el ciclo de nutrientes , el mantenimiento de la diversidad y la estructura del hábitat. La supresión del fuego puede provocar cambios imprevistos en los ecosistemas que a menudo afectan negativamente a las plantas, los animales y los seres humanos que dependen de ese hábitat. Los incendios forestales que se desvían de un régimen de incendios histórico debido a la supresión del fuego se denominan "incendios atípicos". [ cita requerida ]
En 2003, el sur de California fue testigo de poderosos incendios forestales en el chaparral del sur . Cientos de casas y cientos de miles de acres de tierra se incendiaron. El clima extremo de incendios (baja humedad, baja humedad del combustible y fuertes vientos) y la acumulación de material vegetal muerto debido a ocho años de sequía contribuyeron a un resultado catastrófico. Aunque algunos han sostenido que la supresión de incendios contribuyó a una acumulación no natural de cargas de combustible, [58] un análisis detallado de datos históricos de incendios ha demostrado que este puede no haber sido el caso. [59] Las actividades de supresión de incendios no habían logrado excluir el fuego del chaparral del sur de California. La investigación que muestra diferencias en el tamaño y la frecuencia de los incendios entre el sur de California y Baja se ha utilizado para insinuar que los incendios más grandes al norte de la frontera son el resultado de la supresión de incendios, pero esta opinión ha sido cuestionada por numerosos investigadores y ecologistas. [60]
Una consecuencia de los incendios de 2003 ha sido el aumento de la densidad de especies vegetales invasoras y no autóctonas que han colonizado rápidamente las zonas quemadas, especialmente las que ya habían sido quemadas en los 15 años anteriores. Como los arbustos de estas comunidades están adaptados a un régimen histórico particular de incendios, los regímenes alterados de incendios pueden cambiar las presiones selectivas sobre las plantas y favorecer a las especies invasoras y no autóctonas que son más capaces de aprovechar las nuevas condiciones posteriores al incendio. [61]
El Bosque Nacional de Boise es un bosque nacional de los Estados Unidos ubicado al norte y al este de la ciudad de Boise, Idaho . Después de varios incendios forestales inusualmente grandes, se observó un impacto negativo inmediato en las poblaciones de peces, lo que representa un peligro particular para las poblaciones de peces pequeñas y aisladas. [62] Sin embargo, a largo plazo, el fuego parece rejuvenecer los hábitats de los peces al causar cambios hidráulicos que aumentan las inundaciones y conducen a la eliminación de sedimentos y la deposición de un sustrato de hábitat favorable. Esto conduce a poblaciones más grandes de peces después del incendio que pueden recolonizar estas áreas mejoradas. [62]
La ecología de la restauración es el nombre que se le da a un intento de revertir o mitigar algunos de los cambios que los humanos han causado a un ecosistema. La quema controlada es una herramienta que actualmente está recibiendo considerable atención como un medio de restauración y gestión. La aplicación del fuego a un ecosistema puede crear hábitats para especies que han sido impactadas negativamente por la supresión del fuego, o el fuego puede usarse como una forma de controlar especies invasoras sin recurrir a herbicidas o pesticidas. Sin embargo, existe un debate sobre lo que los administradores de tierras deberían intentar restaurar en sus ecosistemas, especialmente si se trata de condiciones prehumanas o preeuropeas. El uso del fuego por parte de los nativos americanos , junto con el fuego natural, mantuvo históricamente la diversidad de las sabanas de América del Norte . [63] [64]
Una combinación de pastoreo intensivo de ganado y supresión de incendios ha alterado drásticamente la estructura, la composición y la diversidad del ecosistema de praderas de pastos cortos en las Grandes Llanuras , permitiendo que las especies leñosas dominen muchas áreas y promoviendo la aparición de especies invasoras intolerantes al fuego. En los ecosistemas semiáridos donde la descomposición del material leñoso es lenta, el fuego es crucial para devolver los nutrientes al suelo y permitir que las praderas mantengan su alta productividad.
Aunque el fuego puede ocurrir durante las estaciones de crecimiento o de letargo, el fuego controlado durante la estación de letargo es más eficaz para aumentar la cobertura de pastos y hierbas , la biodiversidad y la absorción de nutrientes por parte de las plantas en las praderas de pastos cortos. [65] Sin embargo, los administradores también deben tener en cuenta cómo responden al fuego las especies invasoras y no nativas si quieren restaurar la integridad de un ecosistema nativo. Por ejemplo, el fuego solo puede controlar la centaurea maculosa invasora ( Centaurea maculosa ) en la pradera de pastos altos de Michigan en el verano, porque este es el momento en el ciclo de vida de la centaurea que es más importante para su crecimiento reproductivo. [66]
Los bosques mixtos de coníferas de Sierra Nevada , en Estados Unidos, solían tener intervalos de retorno de incendios que variaban entre 5 y 300 años, según la zona. En las elevaciones más bajas, los intervalos de retorno de incendios eran más frecuentes, mientras que en las zonas más altas y húmedas los intervalos entre incendios eran más largos. Los nativos americanos tendían a provocar incendios durante el otoño y el invierno, y las tierras en elevaciones más altas generalmente estaban ocupadas por nativos americanos solo durante el verano. [67]
La disminución del área y la calidad del hábitat ha hecho que muchas poblaciones de especies hayan sido incluidas en la lista roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza . Según un estudio sobre la gestión forestal de los bosques boreales finlandeses, mejorar la calidad del hábitat de las áreas fuera de las reservas puede ayudar en los esfuerzos de conservación de los escarabajos dependientes de la madera muerta en peligro de extinción. Estos escarabajos y varios tipos de hongos necesitan árboles muertos para sobrevivir. Los bosques antiguos pueden proporcionar este hábitat particular. Sin embargo, la mayoría de las áreas forestales boreales de Fennoscandia se utilizan para la madera y, por lo tanto, no están protegidas. Se estudió el uso de la quema controlada y la retención de árboles de un área forestal con madera muerta y su efecto sobre los escarabajos en peligro de extinción. El estudio encontró que después del primer año de gestión, el número de especies aumentó en abundancia y riqueza en comparación con el tratamiento previo al incendio. La abundancia de escarabajos continuó aumentando el año siguiente en los sitios donde la retención de árboles era alta y la madera muerta era abundante. La correlación entre la gestión de incendios forestales y el aumento de las poblaciones de escarabajos muestra una clave para conservar estas especies de la lista roja. [68]
Gran parte de los bosques primarios de eucaliptos de Australia están destinados a la conservación. La gestión de estos bosques es importante porque especies como el Eucalyptus grandis dependen del fuego para sobrevivir. Hay algunas especies de eucaliptos que no tienen lignotubérculos , una estructura de raíces hinchables que contiene brotes donde pueden brotar nuevos brotes. Durante un incendio, un lignotubérculo es útil para restablecer la planta. Debido a que algunos eucaliptos no tienen este mecanismo particular, la gestión de incendios forestales puede ser útil al crear un suelo rico, matar a los competidores y permitir que se liberen las semillas. [69]
{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace ){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)pp 194-5: La frecuencia de incendios ha aumentado en muchas áreas debido a la invasión de pastos silvestres y medusahead, plantas anuales introducidas que se curan temprano y permanecen inflamables durante una larga temporada de incendios. El aumento de la frecuencia de incendios ejerce una fuerte presión selectiva contra muchas plantas nativas (Keane y otros 1999)
indios de las llanuras encendían incendios para atraer animales a las nuevas hierbas. A veces se referían al fuego como el "búfalo rojo".
(re: distribución de plantas) p. 87: Los bisontes prefieren los pastizales quemados a los que no para pastar durante la temporada de crecimiento y pueden contribuir al patrón de quema en las praderas (Vinton y otros 1993).
Los frecuentes incendios previos a la colonización en Illinois crearon un sistema de retroalimentación positiva de múltiples niveles para capturar el carbono orgánico del suelo y mejorar la fertilidad del suelo.
En conjunto, el BC representa entre el 1 y el 6% del carbono orgánico total del suelo. Puede alcanzar el 35% como en los Oxisoles de Terra Preta (Amazonia brasileña) (Glaser et al., 1998, 2000), hasta el 45% en algunos suelos chernozem de Alemania (Schmidt et al., 1999) y hasta el 60% en un Chernozem negro de Canadá (Saskatchewan) (Ponomarenko y Anderson, 1999).
p86: Históricamente, los nativos americanos contribuyeron a la creación y el mantenimiento del ecosistema de praderas altas quemando con frecuencia estos ecosistemas, lo que controlaba la vegetación leñosa y mantenía el predominio de las plantas herbáceas. En las praderas altas del este, los nativos americanos probablemente fueron una fuente de ignición mucho más importante que los rayos. Con pastos que permanecían verdes hasta fines del verano y una baja incidencia de tormentas eléctricas secas, los incendios provocados por rayos probablemente fueron relativamente poco frecuentes. Se han realizado pocos estudios sobre las praderas altas preeuroamericanas.
El bioma de pradera de pastos altos depende de los incendios de pradera, una forma de incendio forestal, para su supervivencia y renovación. ... [y] ...la pradera es el hábitat natural del fuego.
Sorprendidos por el hallazgo, los investigadores cambiaron su enfoque al origen del carbón disuelto.
