BAEZA, M.J.; VALDECANTOS, A.; ALLOZA, J.A. Y VALLEJO, V.R.

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IMPORTANCIA DE LOS FACTORES AMBIENTALES Y ANTRÓPICOS EN LA REGENERACIÓN TRAS INCENDIO DE PINARES MIXTOS DE PINUS HALEPENSIS Y

PINUS PINASTER EN LA COMUNIDAD VALENCIANA

BAEZA, M.J.; VALDECANTOS, A.; ALLOZA, J.A. Y VALLEJO, V.R.

Fundación Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneo. C/ Charles R. Darwin, 14, 46.980.

Parque Tecnológico, Paterna, Valencia. Spain.

Autor para correspondencia M.J. Baeza. mail: jaime.baeza@ua.es Mesa temática 6: Protección contra los incendios forestales.

Resumen

El clima y la topografía son importantes factores ambientales que modulan el paisaje porque están altamente relacionados con la distribución de la humedad en el suelo. No obstante, el paisaje de los ecosistemas Mediterráneos están sujetos a una larga historia de perturbaciones naturales y de origen antrópico que generan un mosaico de comunidades vegetales con alta heterogeneidad espacial.

En esta investigación exploramos tanto variables ambientales como perturbaciones generadas por el hombre en la posterior regeneración de la vegetación a medio-largo plazo (24 años). Para ello, el territorio se clasificó en diferentes unidades geomorfológicas (formas del relieve y topografía) derivadas del modelo digital de elevaciones, recurrencia de incendios y por el uso previo del suelo. La vegetación actual en el área de estudio está formada por un mosaico de matorrales en diferente estado de desarrollo y destaca la ausencia de formaciones boscosas a los 24 años tras el primer incendio. De nuestros resultados se desprende que los factores dependientes de la actividad humana tienen un mayor peso en el estado actual de la vegetación que los factores ambientales.

Palabras clave: Variables ambientales, Riesgo de incendio, Uso del territorio, Regeneración tras fuego, Dinámica de la vegetación, Estados succesionales.

INTRODUCCIÓN

Las relaciones entre especie-ambiente han sido claves en ecología para explicar la estructura espacial de los ecosistemas naturales. El clima y la topografía han sido mostrados como importantes factores ambientales que modulan el paisaje porque controlan la distribución de la humedad en el suelo (BROWN, 1994). Aunque la falta de correlación entre tipos de vegetación y factores físicos y ambientales sugiere que las perturbaciones o los factores biológicos pueden afectar la distribución por parches de la vegetación (CALLAWAY & DAVIS, 1993).

El paisaje de los Ecosistemas Mediterráneos esta sujeto a una larga historia de perturbaciones naturales y de origen antrópico (HENRY, 1994) que generan un mosaico de formaciones vegetales con alta heterogeneidad espacial. Las estadísticas de incendios en España (MORENO et al., 1998) indican que en los últimos años, el fuego es uno de factores más importantes en determinar el paisaje actual de los bosques en la Cuenca Mediterránea. Además, el uso del territorio ha transformado intensamente los Ecosistemas Mediterráneos mediante complejos factores socio-económicos.

En diferentes áreas con clima mediterráneo (Cuenca Mediterránea y California) la vegetación está formada por un mosaico de pastizales, matorrales y bosques de pinos y quercineas (DEBUSSCHE et al., 1996; KEELEY, 2002). Investigaciones recientes que utilizan imágenes de satélite históricas y fotografía aérea, observan que en ausencia de perturbación los pastizales vuelven a matorrales o bosques y que el fuego incrementa la tasa de transición de matorrales a pastizales y los bosques a matorrales (CALLAWAY & DAVIS, 1993).

El área de estudio está formada por un mosaico de diferentes tipos de matorral en el que las

rebrotadoras coexisten con la especies germinadoras formando desde comunidades monoespecíficas

hasta matorrales mixtos con diferente grado de cobertura. El objetivo de este estudio es determinar la

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importancia relativa de las variables ambientales y factores de perturbación en explicar el modelo de la vegetación actual en nuestra área de estudio.

MÉTODOS

a)

Area de Estudio

El área de estudio se localiza en el interior de la Comunidad Valenciana. (Sureste de la Península Ibérica) (Figura 1), entre la planicie litoral de Valencia y la meseta castellano manchega (39º 05’-40º 15’ N, 0º 51’-1º 59’ W). Es un área montañosa con una gran variedad topográfica. El clima dominante es el Mesomediterráneo seco (Rivas-Martinez, 1987) con temperaturas medias entre 13-17 ºC y entre 250-700 mm de precipitación media. La distribución de precipitaciones permite diferenciar dos zonas: el norte más seco y frío con precipitaciones comprendidas entre 380 y 500 mm y la zona sur de mayor influencia marina con temperaturas más suaves y precipitaciones entre 500-700 mm. En las partes altas del área de estudio dominan los Leptosoles, suelos pedregosos y poco profundos formados sobre calizas y dolomias y en áreas más bajas de coluvios encontramos los Regosols desarrollados sobre margas, son suelos más profundos y de menor pedregosidad.

Excepto en vaguadas y áreas muy localizadas la vegetación se encuentra profundamente degradada. La vegetación actual está formada por matorrales de regeneración con diferente composición de especies y grado de desarrollo. Las principales especies son Brachypodium retusum (pastizal), y Rosmarinus officinalis, Ulex parviflorus y Quercus coccifera (todos son especies arbustivas). Los matorrales dominantes combinan en el paisaje diferentes proporciones con un modelo no aparente. Los pastizales estan dominados por Brachypodium retusum y en menor medida por B. phoenicoides, Stipa offnery y Helictotrichum filifolium. Los bosques están ausentes excepto en pequeñas áreas aisladas que no han sufrido el efecto del fuego. Estas áreas corresponden a pinares mixtos de Pinus halepensis y P. pinaster.

En Julio de 1979, un gran incendio afectó una extensión de aproximadamente 33,000 ha de bosques, causando importante pérdidas a nivel ambiental y socio-económico. El municipio de Ayora con el 26 % de su superficie quemada fue el más afectado por lo que en lo sucesivo nos referiremos al área de estudio como Ayora. La explotación de dichos bosques (madera y ganado) constituía uno de los sectores económicos mas importantes de Ayora. Posteriormente al gran incendio de 1979 varios incendios de menor superficie han afectado nuevamente el área de estudio entre 1984-1996. El más importante de estos ocurrió en 1991 y quemó 5000 ha afectando las partes más altas.

b)

Muestreo de campo

El territorio se clasificó en diferentes unidades geomorfológicas y de paisaje (formas de relieve y topografía) derivadas del modelo digital del terreno (cuadrículas de 30 m de resolución) y de recurrencia de incendio. Como la distribución de la vegetación es dependiente tanto de la geomorfología como del régimen de perturbación que interactuan, la estratificación del muestreo de campo considera 2 factores, la recurrencia de incendio con dos niveles y nueve unidades geomorfológicas (Tabla 1). La clasificación del territorio determinó la optimización del esfuerzo de trabajo de campo (nº de réplicas, mínimo 4 parcelas) de cada clase resultante (categoría x recurrencia de fuego) en función de su representación en el territorio. Un total de 17 clases fueron definidas y se muestrearon un total de 113 parcelas (10 ha). 13 parcelas fueron descartadas porque habían sido manejadas previamente (repoblaciones y desbroces). Las diferentes unidades geomorfologics y límites de los incendios fueron integradas espacialmente en un sistema de información geográfica (SIG). La seleccion de las parcelas se determinó previamente al azar a partir de los pixels obtenidos en cada clase resultante (Tabla 1). La localización a pié de parcela se realizó mediante el sistema de posicionamiento global para una mayor precisión a partir de las coordenadas UTM. Se desecharon aquellas parcelas de acceso imposible o bien, se encontraban sobre cultivos activos.

c)

Datos ambientales y de vegetación

El muestreo de la vegetación se realizó durante el verano de 2002. Cada parcela tenía 30 X 30 m y

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el centro de la parcela coincidía con las coordenadas UTM de los pixels directamente seleccionados. La cobertura de la vegetación se midió mediante una varilla apuntando los contactos con la vegetación (GREIG-SMITH, 1983) en 4 transectos lineales de 20 m de longitud orientados en dirección NO, NE, SE y SO a partir del punto central. Las medidas se tomaron cada 40 cm por lo que 200 puntos se anotaron por parcela. En este trabajo, el análisis cuantitativo de la vegetación incluye las especies presentes en al menos 5 parcelas, así de un total de 122 especies presentes, se han incluido 56 especies en el análisis.

En cada parcela se midieron seis variables ambientales (clima, altitud, orientación, pendiente, tipo de suelo y topografía) y dos variables de perturbación (fuego y uso del territorio) relacionadas directamente con la actividad antrópica en Ayora. La orientación se midió con la ayuda de una brújula y la pendiente con un clinómetro. La elevation se registró a partir de la coordenada Z extraida del SPG. El tipo de roca, que fuertemente influye en el tipo de suelo se anotó directamente en la parcela.

Dos variables se derivaron de la base de datos del SIG: el mapa digital de recurrencia de incendios (1 y 2 fuegos) validado a partir de imágenes Landsat, y los datos climáticos (precipitación> 500 mm y <

500 mm, en base a un Krigging realizado con los promedios anuales de precipitación registrados en las estaciones próximas). El uso histórico del territorio se refiere a las actividades que se han realizado en Ayora: forestal (no se detecta uso) y cultivos abandonados (terrazas). Toda la información se almacenó en una base de datos con variables categóricas como tipo de suelo, uso del territorio, orientación y clima y una serie de variables continuas como altitud, pendiente y recurrencia de fuego. Las clases geomorfológicas (topografía) se incluyeron en el análisis posterior como variables ambientales categóricas. Posteriormente los datos se organizaron en dos matrices, una que contenía la información sobre variables ambientales y de perturbación y otra que incluía la abundancia absoluta de cada especie. Estas bases de datos se utilizaron en el análisis multivariante.

d)

Análisis de los datos

Los datos de vegetación se analizó utilizando métodos directos de análisis (ordenación). La ordenación se utiliza para identificar gradientes en la variables explicativas correlacionadas con los factores que controlan la composición de la vegetación. Las parcelas con una composición similar se agrupan muy próximas en la ordenación espacial. Se utilizó el análisis canónico de correspondencias (CCA) para analizar la relación entre matrices de variables explicativas y de las especies utilizando el programa CANOCO 4.5 (TER BRAAK & ŠMILAUER, 1998). Comparamos la importancia de las variables ambientales frente a las variables de perturbación en determinar el tipo de vegetación. Los resultados del CCA se utilizaron para evaluar como las variables explicativas seleccionadas contribuyen sustancialmente en la variabilidad total de la vegetación.

RESULTADOS

En términos generales, actualmente la vegetación en Ayora corresponde a matorrales con diferente grado de desarrollo y composición de especies, en un rango que va desde los matorrales dispersos con alta presencia de herbáceas (principalmente Brachypodium retusum) hasta bosques jóvenes de regeneración muy densos. Entre estos dos extremos encontramos diferentes matorrales que conforman el paisaje. Las especies herbáceas están presentes en todos los ambientes y de hecho, B.

retusum (32%) es la especies más abundante en Ayora. Las principales especies del matorral presentan porcentajes de cobertura muy similares en todo el territorio: Rosmarinus officinalis (20.0%), Ulex parviflorus (17.5%) y Quercus coccifera (16.3%). La siguiente especies más abundante es Pinus halepensis que escasamente alcanza el 5% en la superficie total del área de estudio. Estas son las especies que más contribuyen a la cubierta vegetal en el paisaje de Ayora.

Los resultados del CCA indican que la correlación entre especies y variables ambientales explicada por el eje 1 es muy alta (82.8 %). Los eigenvalores para el eje 1 de variables ambientales y especies es 0.147 y el segundo 0.102, que representan el 38.3 % y 26.4 % respectivamente de la varianza total. Los 4 ejes juntos alcanzan el 84.2 % de la varianza explicada entre las variables ambientales y de especies.

Los resultados del procedimiento de selección de variables por pasos muestran que todas las

variables explican el 38.3 % de la varianza en los datos (Tabla 2). La topografía no fue seleccionada

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significativamente en el test de permutación de Monte Carlo (P>0.05). La primera variable seleccionada en el modelo es el fuego y posteriormente la altitud, ambas explican el 8% de la variación. A continuación son seleccionadas las variables de suelo y finalmente la menor varianza explicada corresponde a algunas variables topográficas individuales y la precipitación anual.

DISCUSIÓN

Nuestros resultados del CCA muestran que en el periodo de estudio (23 años) el fuego es la principal fuerza conductora de la estructura de y composición de la vegetación en el área de estudio.

La recurrencia y severidad del fuego ha sido descrito como un importante factor que aumenta la heterogeneidad del paisaje fragmentando la vegetación en diferentes estados de succesión (TURNER et al., 1994; TRABAUD & GALTIER, 1996, LLORET et al., 2002). Nosotros observamos que el 75% de las parcelas que han sufrido el efecto de 2 fuegos corresponden con matorrales de los primeros estadíos de la succesión con alta riqueza específica y alta cobertura de herbáceas y especies germinadoras obligadas típicas de los primeros estados post-fuego (U. parviflorus, F. thymifolia y C.

albidus), pero tambien matorrales poco desarrollados dominados por especies rebrotadoras más persistentes a la recurrencia del fuego como Q. coccifera (TRABAUD, 1991). Las áreas quemadas 1 vez están formadas por densos matorrales estructuralmente homogeneos pertenecientes a posteriores estados sucesionales.

En Ayora, la altitud es la variable ambiental que explica la mayor proporción de la variación en la distribución de los tipos de vegetación. La cobertura de Br. phoenicoides muestra una fuerte correlación positiva con la altitud y se distribuye en las partes más altas constituyendo el estrato herbáceo de los aulagares. Especies como Pistacia lentiscus y Chamaerops humilis (aunque poco representadas en el área de estudio) se distribuyen especialmente en las partes bajas coincidiendo con las observaciones de COSTA (1986) en estudios fitosociológicos y ARROYO & MARAÑON (1990) en investigaciones sobre distribución de matorrales mediterráneos en el sur de España.

El uso del territorio y el tipo de suelo muestran una fuerte correlación debido a que el territorio abandonado siempre se encuentran sobre suelos margosos o margo calizos. Estos suelos son blandos y facilmente convertidos a cultivos (VALLEJO & ALLOZA, 1998). El resultado de esta interación es que sobre calizas encontramos coscojares en diferente estado de desarrollo dependiendo de la recurrencia del fuego. En las margas la vegetación está dominada por especies germinadoras obligadas como R. officinalis y U. parviflorus. Estos resultados son consistentes con los observados por ABAD et al, (1997) en estudios previos realizados en la Región Valenciana.

Conocer si la distribución actual de la vegetación es el resultado del efecto de la variables ambientales o del uso histórico del territorio por el hombre es clave para interpretar el paisaje e identificar mecanismos que pueden intervenir en la dinámica de la vegetación (KEELEY, 2002;

PAUSAS, 2003). Nosotros observamos que sobre substratos calizos (suelos duros) la vegetación que persiste es el matorral de coscoja con mayor o menor desarrollo mientras que en sustratos margo- calizos (suelos blandos) encontramos diferentes tipos de matorrales dominados por especies germinadoras obligadas, desde matorrales bajos dominados por C. albidus (2 fuegos) hasta matorrales maduros de R. officinales con P. halepensis pasando por aulagares y romerales. Esto puede indicar que las tasas de transición de la vegetación sea mayor sobre sustratos margo-calizos que sobre calizas.

Dado el régimen de perturbaciones ocurrido en al área de estudio es probable que la eliminación del bosque original, pastoreo, transformación a cultivos y recurrencia de incendios (22 años en Ayora, PAUSAS & ABDEL MALAK, 2004) han podido modificar algunas características ambientales (por ejemplo luz y temperatura) y las interacciones competitivas que han favorecido la fuerte presencia de arbustos dependientes de perturbaciones como etapas de degradación de los bosques (DE BLOIS et al., 2001).

AGRADECIMIENTOS

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Queremos agradecer a Juan Llovet, Béryl Rouiller, Sandra Arce, Marian Pérez, Jorge Belda, Isabel Almudéver y Raquel Fernandez su colaboración en el trabajo de campo. Esta investigación ha sido parcialmente financiada por el proyecto europeo GeoRange (EVK2-2000-22089). CEAM es soportado por la Generalitat Valenciana y Bancaja.

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Figura 1. Localización del área de estudio (Ayora, Sureste de la Península Ibérica).

Tabla 1. Número de parcelas muestreadas y porcentaje de la superficie de cada clase resultante. Estratificación del territorio dependiendo del numero de incendios desde 1979 (1 y 2 fuegos) y la categoria geomorfológica.

Categoría Nº de

Pixel

% superficie total Nº de parcelas 1 fuego 2 fuego 1 fuego 2 fuego

Abanicos aluviales 5396 1.4 0.0 4 0

Frente de terrazas y áreas de altas pendientes

32671 7.4 1.0 7 4

Medias laderas de orientación: E-O 97053 20.3 4.5 20 6

Laderas de fuerte pendiente 50694 9.9 3.1 8 6

Planicies y llanos culminales 41681 9.1 1.5 8 4

Vaguadas encajadas 32206 6.8 1.5 6 4

Áreas inundables próximas a canales 19144 4.1 0.8 6 4

Medias laderas de orientación: N 66057 13.2 3.7 8 6

Medias laderas de orientación: S 46063 10.2 1.5 8 4

Total 390965 82.3 17.7 75 38

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Tabla 2. Rango en la importancia de las variables ambientales y de perturbación a partir del CCA obtenido por el procedimiento de selección por pasos mediante el test de permutación de Monte Carlo.

VE= Variación Explicada.

Pasos Variable F P-value VE (%)

1 Fuego 4.94 0.002 8

2 Elevación 4.43 0.002 8

3 Tipo de suelo 4.38 0.002 7

4 Uso del suelo 3.29 0.002 5

5 Orientación 2.11 0.004 3

6 Pendiente 1.60 0.050 3

7 Clima 1.65 0.026 2

8 Topografía 1.48 0.062 2

Total

38.3

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