Simulación de Alta y Baja Severidad de Quemas Controladas en Planta Piloto Ecotrón Forestal Mediterráneo Autor. Pedro Antonio Plaza Álvarez Otros autores. Javier Sagra, Daniel Moya, Manuel Esteban Lucas Borja, Raquel Alfaro Sánchez, Pablo Ferrandis, Jorge de las Heras. Centro de Trabajo 1 Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos y de Montes (ETSIAM), Universidad de Castilla-La Mancha, Campus Universitario s/n, 02071 Albacete. 2 University of Arizona- Laboratory of Tree Ring Research. Tucson, Arizona, USA. 29 junio 2017, Plasencia
Introducción Diferentes usos del fuego en la gestión forestal Conocimiento de los efectos del fuego en el ecosistema?. Fotografía: Blog Pau Costa Foundation Fotografía: Web pixnio
Objetivos Conocer la afección del fuego en superficie a la interfaz suelo-planta en un ecosistema forestal en un entorno controlado Erosión Potencial Biológico del suelo Identificar efectos de quemas prescritas sobre propiedades del suelo Fotografía: A. Youberg, AZGS. Fotografía: Web Missourians Doing Impact Research Together Características Físicas - Infiltración -Hidrofobicidad Características biológicas: - Respiración de suelo
MEdFor-Ecotron Instalación centrada en la investigación de las relaciones suelo-planta en los ecosistemas mediterráneos propensos al fuego
MEdFor-Ecotron Obtención de los monolitos 2 x 2 m.
MEdFor-Ecotron Realización de la quema.
Temperaturas durante la quema 600 500 BAJA INTENSIDAD, TEMPERATURAS ALCANZADAS EN SUPERFICIE DE SUELO Sen. A: 30 min. 462 ºC SENSOR A (0 CM) 400 300 200 100 SENSOR A (0 CM) 0 0:00:00 800 700 Sen. A: 1 min. 702 ºC SENSOR A (0 CM) 600 500 400 300 200 SENSOR A (0 CM) 100 0 0:00:00 0:02:30 0:05:00 0:07:30 0:30:00 0:10:00 1:00:00 0:12:30 1:30:00 0:15:00 2:00:00 0:17:30 2:30:00 0:20:00 3:00:00 0:22:30 0:25:00 0:27:30 3:30:00 Quema de Baja Intensidad: Temperaturas >100ºC durante 2,6 minutos 4:00:00 4:30:00 5:00:00 5:30:00 6:00:00 6:30:00 7:00:00 ALTA INTENSIDAD, TEMPERATURAS ALCANZADAS EN SUPERFICIE DE SUELO Quema de Alta Intensidad: Temperaturas > 100ºC durante 5,5 minutos
150 100 50 0 Temperaturas durante la quema BAJA INTENSIDAD, TEMPERATURAS ALCANZADAS A 2CM DE PROFUNDIDAD DEL SUELO SENSOR E ( 2 CM) Sen. 110ºC SENSOR E ( 2 CM) 0:00:00 0:05:00 0:10:00 0:15:00 0:20:00 0:25:00 0:30:00 0:35:00 0:40:00 0:45:00 0:50:00 0:55:00 1:00:00 1:05:00 1:10:00 1:15:00 1:20:00 1:25:00 1:30:00 1:35:00 1:40:00 1:45:00 1:50:00 1:55:00 2:00:00 200 150 100 50 0 Quema de Baja Intensidad: Temperaturas >100ºC durante 1 min ALTA INTENSIDAD, TEMPERATURAS ALCANZADAS A 2CM DE PROFUNDIDAD DEL SUELO SENSOR E ( 2 CM) Sen. E: 158ºC SENSOR E ( 2 CM) 0:00:00 0:30:00 1:00:00 1:30:00 2:00:00 2:30:00 3:00:00 3:30:00 4:00:00 4:30:00 5:00:00 5:30:00 6:00:00 6:30:00 7:00:00 7:30:00 8:00:00 8:30:00 9:00:00 9:30:00 10:00:00 10:30:00 Quema de Alta Intensidad: Temperaturas > 100ºC durante 3,5 horas
MEdFor-Ecotron Monolitos quemados. Baja Intensidad Alta Intensidad
MEdFor-Ecotron Monolitos quemados. Baja Intensidad Alta Intensidad Control
Material y Métodos Hidrofobicidad en suelo El test del tiempo de penetración de la gota de agua
Material y Métodos Infiltración o Conductividad Hidráulica del Suelo a 2 cm de profundidad Fotografía: Blog Pau Costa Foundation Fotografía: Web pixnio
Material y Métodos Cámara de Respiración de Suelos EGM-4 Environmental Gas Monitor
Resultados Resultados Hidrofobicidad: Tiempo en segundo de permanencia de la gota en superficie de suelo mineral Aparición de exudados (acículas y labiadas) que producen impermeabilidad del suelo.
Resultados Resultados Infiltración: Se muestra la velocidad de infiltración en suelo a una profundidad de 2cm en suelo mineral Brusca pérdida de humedad Pérdida de Materia Orgánica Formación de agregados Elementos finos que colmatan los poros
Resultados Resultados Respiración de Suelo: Pérdida de microorganismos en el suelo Emisión de CO 2 en µmol CO 2 m -2 s -1 Pérdida de vegetación (rizosfera)
Conclusiones La planta piloto Ecotron forestal Mediterráneo (Ecotrón MedFor) es una potente herramienta de medición y control de diversas variables que caracterizan la interfaz suelo planta atmosfera. Este diseño conecta y refuerza las conclusiones de los experimentos de campo y de laboratorio. Los resultados indican que las quemas de baja severidad no ocasionan alteraciones significativas sobre los parámetros estudiados ya que se atenúan rápidamente en el tiempo. En las quemas de mayor severidad se modifican en gran medida los parámetros estudiados (incremento de la hidrofobicidad, disminución de la respiración de suelo y disminución de la infiltración), siendo sus efectos más persistentes en el tiempo. Los resultados obtenidos en el medio plazo permitirán analizar la vulnerabilidad y la resiliencia de las réplicas de ecosistemas en diversos escenarios de incendio forestal, ayudando a conocer el efecto de la severidad sobre las características biológicas de los suelos forestales.
Referencias Bibliográficas DeBano, L.F.; 2000. Water repellency in soils: a historical overview. Journal of Hydrology, 231-231, 4-32. Knapp, E.E.; Estes, B.L.; and Skinner, C.N.; 2009. Ecological effects of prescribed fire season: a literature review and synthesis for managers. Albany, CA: USDA Forest Service, Pacific Southwest Research Station. PSW-GTR-224. Marañón-Jiménez, S.; Castro, J.; Kowalski, A.S.; Serrano-Ortiz, P.; Reverter, B.R.; Sánchez- Cañete, E.P. & Zamora, R. 2011. Post- fire soil respiration in relation to burnt wood management in a Mediterranean mountain ecosystem. For Ecol Manage, 261 (8),1436 1447. Muñoz-Rojas, M.; Lewandrowski, W.; Erickson, T. E.; Dixon, K. W. & Merritt, D. J. 2016. Soil respiration dynamics in fire affected semi-arid ecosystems: effects of vegetation type and environmental factors. Science of the Total Environment,, 572, 1385-1394. N.F. Glenn, N.F.; Finley, C.D.; 2009. Fire and vegetation type effects on soil hydrophobicity and infiltration in the sagebrush-steppe: I. Field analysis. J. Arid. Environ., 74, pp. 653 659.
AGRADECIMIENTOS Grupo ECOFOR de la ETSIAM de Albacete, Servicios Forestales de la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha el apoyo y colaboración en la obtención de los monolitos. También a los fondos procedentes del Programa de Infraestructura y Plan Propio de Investigación de la Universidad de Castilla-La Mancha y al Grupo de trabajo del proyecto GEPRIF (RTA2014-00011-C06). Contacto Pedro.Plaza@uclm.es