Thèses sur le sujet « Incendi forestali »

Le foreste miste di montagna di abete bianco (Abies alba Miller), faggio (Fagus sylvatica L.) e abete rosso (Picea abies (L.) Karst.) sono molto diffuse in Europa e hanno un alto valore ecologico e socio-economico. Nei prossimi decenni, queste foreste subiranno probabilmente un’alterazione sostanziale a causa dei cambiamenti climatici e dell’alterazione dei regimi di disturbo. In questo contesto, comprendere le risposte delle diverse specie alle variazioni del clima e all’impatto dei diversi disturbi (ad esempio il fuoco e l'impatto umano) può offrire informazioni critiche per dedurre la vulnerabilità di gran parte degli ecosistemi forestali montani europei. Poiché i cambiamenti ambientali si verificano generalmente su scale spaziali multiple e i loro effetti sulle foreste sono visibili su scale temporali lunghe, sono necessari approcci metodologici integrati. Un'elevata naturalità delle foreste è prerequisito essenziale per studiare le interazioni naturali specie-ambiente. Mentre molte foreste europee sono state profondamente trasformate fin dal Neolitico (circa 6500 anni fa), le Alpi Dinariche ospitano ancora alcuni degli ultimi residui di foreste primarie e vetuste. Questo studio ha combinato le valutazioni dell’attuale struttura e composizione delle foreste, le analisi di telerilevamento e dati paleoecologici multi-proxy in due foreste situate nelle Alpi Dinariche centrali (Montenegro) per fornire informazioni sulle dinamiche della vegetazione a lungo termine in questa regione chiave. I dati confermano l'elevata naturalità di alcuni ecosistemi forestali montani situati nelle Alpi Dinariche centrali. Tuttavia, la pressione dell'uso del suolo (agricoltura e pascolo) così come gli incendi (probabilmente indotti dall'uomo) hanno probabilmente giocato un ruolo importante nel ridurre l'area delle foreste vetuste di abete bianco-abete rosso-faggio durante il Medioevo. L’eredità dell’uso del suolo passato sono ancora visibili nella composizione e nella struttura delle foreste attuali. Il fuoco è stato un importante agente di disturbo durante l'Olocene. Anche se sono necessarie ulteriori ricerche nelle foreste miste europee per convalidare le risposte di abete rosso, faggio e abete bianco al fuoco, al clima e all'impatto umano, i nostri risultati suggeriscono che A. alba potrebbe ben adattarsi a estati più calde di quelle attuali e potrebbe essere resistente a incendi di bassa frequenza e bassa severità o anche a rari incendi di alta severità. Tuttavia, è una specie altamente sensibile all'impatto antropico. F. sylvatica può essere sensibile all'aumento delle temperature estive e potrebbe essere favorita da una bassa intensità degli incendi, mentre risulta essere meno sensibile all'impatto antropico. P. abies è risultata insensibile alle variazioni della temperatura estiva, all'impatto antropico e agli incendi e può persistere a tempi di ritorno degli incendi di circa 200-300 anni o anche dopo rari incendi ad alta severità. Questo studio dimostra che la combinazione di approcci metodologici integrati può fornire utili indicazioni per definire le strategie di protezione, ripristino e gestione delle foreste montane europee miste di abete rosso-faggio-abete bianco.
Mixed mountain forests of silver fir (Abies alba Miller), beech (Fagus sylvatica L.), and spruce (Picea abies (L.) Karst.) are widespread in Europe and have a high ecological and socio-economic value. In the upcoming decades, these forests will likely undergo substantial restructuration due to climate change and altered disturbance regimes. In this context, knowledge of species responses to variations in climate and disturbance regimes (e.g. fire and human impact) may offer critical information to infer the vulnerability of a large part of European mountain forest ecosystems. Since environmental changes generally occur on multiple spatial scales and their effects on forests operate on long-time scales, integrative methodological approaches are required. A high naturalness of forests is key prerequisite to study natural species-environmental interactions. While many European forests were deeply transformed since the Neolithic (around 6500 years ago), the Dinaric Alps still host some of the last remnants of primary and old-growth forests. This study combined the assessments of contemporary forests structure and composition, remote sensing analyses and multi-proxy palaeoecological records in two forests located in the central Dinaric Alps (Montenegro) to provide insights on the long-term vegetation dynamics. The results supported the high naturalness of some mountain forest ecosystems located in the central Dinaric Alps. However, land-use pressure (agriculture and grazing) as well as fires (probably mainly human-induced) likely played an important role in reducing the area of fir-spruce-beech old-growth forests during the Middle Ages. Legacies of past land-use activities are still visible both in tree species composition and structure of current forest stands. Fire was confirmed to be an important disturbance agent during the Holocene. Although further research from European mixed forests is necessary to validate the responses of spruce, beech, and fir to fire, climate, and human impacts, our results suggest that A. alba may be well adapted to warmer-than-present summers and could be resistant to low frequency and low severity fires or even rare high-severity fires. However, it is a species highly sensitive to human impact. F. sylvatica may be sensitive to increasing summer temperatures and could be favored by low biomass burning whereas it is insensitive to human impact. P. abies may be insensitive to variations in summer temperature, human impact, and biomass burning and can persist under fire-return intervals of c. 200-300 years or even after rare high-severity fires. Our study shows that combining integrative methodological approaches can generate valuable insights able to support the definition of protection, restoration, and management strategies of European mixed spruce-beech-fir mountain forests.

La presente memoria está referida a la caracterización de los niveles de peligro que representan los materiales vegetales dispuestos en plantaciones de pino radiata sometidas a diferentes esquema de manejo. Para lo cual se aborda el estudio de las propiedades físicas y la resistencia al control existentes, como base para su posterior calificación como modelos de combustibles. Todo ello, con el propósito de facilitar la toma de decisiones para prevenir la ocurrencia y propagación de incendios forestales por medio del Manejo de los Combustibles.

Forest fires are a common phenomenon in the Mediterranean ecosystem. These wildfires, post-fire weather conditions and forest management before and after the fire can cause irreversible damage to the soil. This thesis aims to study the impact of different forest management on soil physical, chemical and microbiological properties after a forest fire. Occasionally, before a forest fire, the area has been managed. The effectiveness of this management reaches up to ten years after it has been carried out, after that decrease its effectivity in the case of wildfire. The meteorological conditions after the fire are extremely important because they will allow the incorporation, or not, of the ashes produced during the fire. Among the results found in this study we can point out that even in conditions of torrential rainfall just after a forest fire, in areas where the slope is scarce or null, the ashes have the capacity to be incorporated into the soil. In cases where it is extremely necessary to carry out forest management, this should be done manually avoiding the use of heavy machinery. Another very important factor to take into account after a fire is the fire severity resulting in long-term differences in soil properties. In these areas, what is recovered is a dense vegetation cover that increases the fire risk. To avoid this situation, it is necessary to carry out a forest management between the medium- and long-term after the fire to reduce the risk of forest fire and decrease plant density and try to facilitate that the soil can recover its optimal conditions. This management between the medium and the long term after a forest fire is necessary and must be carried out in a sustainable way in order to preserve the conditions of the soil and that it is in optimal conditions for future forest fires.
Els incendis forestals son un fenomen comú en l’ecosistema Mediterrani. En relació a aquests incendis, les condicions meteorològiques post-incendi i la gestió forestal prèvia i posterior al incendi poden arribar a causar danys irreversibles en el sistema sòl. Aquesta tesi tracta de trobar l’impacte de les diferents gestions forestals en les propietats físiques, químiques i microbiològiques d’un sòl després d’un incendi forestal. De vegades, prèviament a un incendi forestal, les zones han estat gestionades. L’efectivitat d’aquesta gestió arriba fins a deu anys després d’haver estat portada a terme, passat aquest lapse de temps deixa de ser efectiva en cas d’incendi. Les condicions meteorològiques posteriors a l’incendi son extremadament importants ja que permetran la incorporació, o no, de les cendres produïdes durant l’incendi. Entre els resultats trobats en aquest estudi podem apuntar que inclús en condicions de fortes precipitacions, just després d’un incendi forestal, a les zones on el pendent es escàs o nul, les cendres tenen una capacitat de incorporar-se en el sòl. En els casos en els que es d’extrema necessitat portar-se a terme la gestió forestal, aquesta ha de realitzar-se d’una manera manual evitant utilitzar maquinària pesada. Un altre factor molt important a tenir en compte després de l’incendi és la severitat del foc resultant en diferències a llarg termini en les propietats del sòl. En aquestes zones, el que si que es recupera, és una densa cobertura vegetal que incrementa el risc d’incendi. Per a evitar aquesta situació, és necessari portar a terme una gestió forestal entre el mitjà- i el llarg- termini després de l’incendi per a disminuir el risc d’incendi forestal i disminuir la densitat vegetal i intentar facilitar que el sòl podi recuperar les seves condicions òptimes. Aquesta gestió entre el mitjà- i el llarg- termini després d’un incendi forestal és necessària i ha de portar-se a terme de manera sostenible amb l’objectiu de preservar les condicions del sòl i que aquest es trobi en òptimes condicions de cara a futurs incendis.
Los incendios forestales son un fenómeno común en el ecosistema Mediterráneo. Estos incendios, las condiciones meteorológicas post-incendio y la gestión forestal previa y posterior al incendio pueden llegar a causar daños irreversibles en el sistema suelo. Esta tesis trata de hallar el impacto de diferentes gestiones forestales en las propiedades físicas, químicas y microbiológicas de un suelo después de un incendio forestal. En ocasiones, previamente a un incendio forestal, las zonas han sido gestionadas. La efectividad de esta gestión alcanza hasta diez años después de haber sido realizada, pasado ese lapso de tiempo deja de ser efectiva en caso de incendio. Las condiciones meteorológicas posteriores al incendio son extremadamente importantes ya que permitirán la incorporación, o no, de las cenizas producidas durante el incendio. Entre los resultados encontrados en este estudio podemos apuntar que incluso en condiciones de fuertes precipitaciones justo después de un incendio forestal, en las zonas donde la pendiente es escasa o nula, las cenizas tienen la capacidad de incorporarse en el suelo. En los casos en los que es de extrema necesidad llevar a cabo la gestión forestal, ésta debe realizarse de manera manual evitando usar maquinaria pesada. Otro factor muy importante a tener en cuenta después de un incendio es la severidad del fuego resultando en diferencias a largo plazo en las propiedades del suelo. En estas zonas, lo que sí se recupera, es una densa cobertura vegetal que incrementa el riesgo de incendio. Para evitar esta situación, es necesario llevar a cabo una gestión forestal entre el medio- y el largo-plazo después del incendio para disminuir el riesgo de incendio forestal y disminuir la densidad vegetal e intentar facilitar que el suelo pueda recuperar sus condiciones óptimas. Esta gestión entre el medio- y el largo-plazo después de un incendio forestal es necesaria y debe llevarse a cabo de manera sostenible con el fin de preservar las condiciones del suelo y que éste se encuentre en óptimas condiciones de cara a futuros incendios.

Les pertorbacions com el foc i la sequera són naturals a la conca mediterrània, però per la situació actual d'escalfament global i absència de gestió forestal, els episodis de sequera cada cop són més freqüents i severs. Aquests episodis de sequera, acompanyats de l'abandonament de les zones rurals de l'últim mig segle, han afavorit el desenvolupament d'una gran quantitat i continuïtat de vegetació (combustible des del punt de vista dels incendis) més seca i morta (disponible). Aquesta major quantitat de combustible i més sec generen uns incendis de major intensitat. A part d'aquests aspectes relacionats amb el canvi global, la mateixa fisiologia de les espècies forestals, pot afavorir les pèrdues d'aigua a través de la transpiració nocturna o cuticular, per exemple, malgrat que la seva regulació encara resulta ser una gran desconeguda avui en dia. S'ha indicat com aquests dos processos poden augmentar encara més la falta d'aigua, sobretot en condicions d'estrès, el que augmentaria el risc d'incendis i podria dificultar la recuperació de la vegetació després de la pertorbació. En aquest sentit, s'ha apuntat que les adaptacions fisiològiques per resistir la sequera poden arribar a ser antagòniques amb les adaptacions per resistir els incendis. Aquesta tesi doctoral busca unir els processos fisiològics responsables per la resistència a la sequera amb la resposta de les plantes als incendis i, en particular, el rebrot. Amb aquesta finalitat s'han combinat una sèrie d'estudis bibliogràfics i meta-analítics amb estudis de camp. Hem constatat com adaptacions a la sequera, com ara la resistència a l'embolisme poden estar negativament relacionades amb la resistència als incendis de baixa intensitat. Però, la recuperació del rebrot després d'incendis d'alta intensitat que eliminen la biomassa arbòria depenen de què el grau d'embolisme hagi estat limitant. Hem documentat com la variació en la conductància cuticular pot, efectivament, augmentar de forma considerable l'estrès hídric sobretot en espècies perennes i, finalment, hem realitzat una síntesi global sobre els factors que expliquen les pèrdues d'aigua nocturnes.
Perturbaciones como el fuego y la sequía son naturales en la cuenca mediterránea, pero el calentamiento global y la ausencia de gestión forestal favorecen que los episodios de sequía sean cada vez más frecuentes y severos. Estos episodios de sequía, acompañados del abandono de las zonas rurales durante el último siglo, han favorecido el desarrollo de una gran cantidad y continuidad de vegetación (combustible desde el punto de vista de los incendios) que está cada vez más y, por tanto, más disponible para las llamas. Esta mayor cantidad de combustible seco aumenta la probabilidad de que sufrir grandes incendios. Aparte de estos aspectos relacionados con el cambio global, la propia fisiología de las especies forestales puede favorecer las pérdidas de agua a través de la transpiración nocturna o cuticular, por ejemplo, aunque su regulación resulta todavía una gran desconocida a día de hoy. Se ha indicado como estos dos procesos pueden aumentar todavía más la falta de agua, sobretodo en condiciones de estrés, lo que aumentaría el riesgo de incendios y podría dificultar la recuperación de la vegetación tras la perturbación. En este sentido, se ha apuntado que las adaptaciones fisiológicas para resistir a la sequía pueden llegar a ser antagónicas con las adaptaciones para resistir a los incendios Esta tesis doctoral busca unir los procesos fisiológicos responsables por la resistencia a la sequía con la respuesta de las plantas a los incendios y, en particular, el rebrote. A tal fin se han combinado una serie de estudios bibliográficos y meta-analíticos con estudios de campo. Hemos constatado como adaptaciones a la sequía, tales como resistencia al embolismo pueden estar negativamente relacionadas con la resistencia a los incendios de baja intensidad. Sin embargo, la recuperación del rebrote tras incendios de alta intensidad que eliminan la biomasa arbórea depende del grado de embolismo antes del incendio. Hemos documentado también como la variación en la conductancia cuticular puede, efectivamente, aumentar de forma considerable el estrés hídrico sobretodo en especies perennes y, finalmente, hemos realizado una síntesis global sobre los factores que explican la apertura estomática nocturna.
Disturbances such as fire and drought are natural in the Mediterranean basin, but global warming and lack of forest management interact to enhance drought episodes that are becoming more frequent and severe. These drought episodes, accompanied by the abandonment of rural areas over the last century, have favoured the development of a large vegetation (fuel) loads that are increasingly drier and, consequently, more available to the fire. This increasing amount of dry fuel is consequently enhancing the probability of suffering a large fire. In addition to global change factors, some physiological traits may favour water losses through nocturnal or cuticular transpiration, for instance, although their regulation is still largely unknown at present. It has been pointed out how these two processes can further increase water scarcity, especially under stressful conditions, which would increase the risk of fire and could hinder the recovery of vegetation after disturbance. In this sense, it has been suggested that physiological adaptations to resist drought may become antagonistic to adaptations to resist fire. This PhD thesis seeks to link the physiological processes responsible for drought resistance with the response of plants to fire and, in particular, resprouting. To this end, a series of bibliographical and meta-analytical studies have been combined with field studies. I found that adaptations to drought, such as resistance to embolism, can be negatively related to resistance to low intensity fire. However, resprouting recovery after high-intensity fires that remove aboveground biomass depends on the degree of hydrcaulic conductance before the perturbation. I have documented how variation in cuticular conductance can indeed considerably increase water stress, especially in perennial species and, finally, I have performed a global synthesis on the factors that explain nocturnal stomatal conductance.

Magister en Gestión de Operaciones
Ingeniero Civil Industrial
La importancia que ha tomado la conservación del medioambiente ha ido en aumento, lo que ha afectado directamente en los objetivos y forma de operar de las organizaciones. Es por esto que la interacción entre la operación y el desarrollo del ecosistema debe ser considerada para balancear la sustentabilidad y conservación con los objetivos productivos, siendo las perturbaciones forestales un punto de gran interés. Incendios, plagas, erupciones volcánicas e inundaciones son algunas de las perturbaciones al ecosistema que afectan la productividad del bosque. Por lo tanto, reducir el riesgo y las consecuencias de estos episodios es clave para la industria. El objetivo es crear una metodología que permita generar escenarios de incendios elipsoidales para su utilización en la toma de decisiones en el manejo de incendios y recursos forestales. Para esto se utilizan incendios elípticos generados a través de un simulador, los cuales, siguiendo el método de Monte Carlo, son asignados a uno de los patrones representativos de incendio previamente definidos, utilizando la distancia de Pompeiu-Hasudorff. La probabilidad de ocurrencia de los patrones representativos es obtenida al dar cuenta de la cantidad de simulaciones asignada a cada uno de ellos. Para dar con un algoritmo que permitiera utilizar los recursos computacionales de forma eficiente se implementaron distintos métodos para el cálculo de la distancia de Pompeiu-Hausdorff, además de utilizar múltiples procesadores en paralelo cuando esto fuese posible. Cinco métodos fueron implementados, los cuales son definidos utilizando las propiedades geométricas de las elipses para lograr resolver el problema de optimización implícito. El método que logra dar con los resultados más exactos para la distancia hace uso de optimización cónica, mientras que el más rápido calcula la distancia entre cada uno de los vértices de una elipse discretizada. Haciendo uso de estos dos métodos, se genera una estrategia multi etapa para el cálculo de la distancia de Pompeiu-Hasdorff entre dos elipses que es eficiente y precisa. La estabilidad de los resultados obtenidos para 200 patrones es lograda luego de 100,000 sampleos, sin embargo, se observaron variaciones muy pequeñas incluso después de 20,000 simulaciones. En conclusión, los intervalos de confianza obtenidos para las probabilidades calculadas dependen de los recursos computacionales con los que se cuente y de las restricciones de tiempo que puedan ser impuestas. La metodología desarrollada entrega a los planificadores forestales una herramienta para analizar la probabilidad de incendio de zonas determinadas, las cuales pueden ser utilizadas en un modelo de optimización bajo incertidumbre que les permita manejar los recursos disponibles de la mejor forma posible.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal
La presente memoria de título, tiene como finalidad analizar las causas generales de incendios forestales en la Sexta Región del Libertador General Bernardo O’Higgins, estudiando su distribución espacial, temporal y las tendencias de ocurrencia en un período de tres quinquenios (2002 – 2006, 2007 – 2011 y 2012 – 2016), con el fin de contribuir con la formulación de programas de prevención. El estudio abarcó las 33 comunas presentes en la región del Libertador General Bernardo O`Higgins. Las bases de datos solicitadas contenían información respecto a ubicación de los incendios, sus causas y fecha de ocurrencia, las cuales fueron ordenadas y filtradas con el fin de eliminar datos incompletos o inexactos. Posterior a la aplicación del filtro se ingresaron los datos de ubicación espacial en forma de coordenadas UTM en huso 19 Sur al Sistema de Información Geográfica. En total se ingresaron los datos de 2.960 incendios forestales, los cuales fueron agrupados en: 1.014 para el quinquenio comprendido entro los años 2002 – 2006, 1073 en el quinquenio 2007 – 2011 y 873 en el quinquenio 2012 – 2017, adicionalmente se creó una capa para todo el período de estudio con los 2.960 incendios. Con estos datos, se construyó un mapa general sobre zonas críticas de ocurrencia de incendios, las que muestran de manera gráfica la tendencia espacial seguida por la ocurrencia de incendios.

Analizar y describir la evolución temporal y la autocorrelación espacial de los incendios forestales en los departamentos del Perú durante el periodo del 2002 al 2012. Métodos: Investigación tipo aplicada, alcance exploratorio y descriptivo, diseño longitudinal. Para la obtención de datos se utilizó información satelital y cartográfica. Resultados: Se realizó un análisis de distribución espacial, observándose autocorrelación espacial, de aglomeración acentuada en las áreas boscosas, así como un incremento a nivel Nacional, llegando a 3738 incendios en el 2012; cerca al doble de lo estimado en promedio, lo que conlleva a aumentar los impactos ambientales, económicos, sociales y de salud. Los meses de junio a setiembre, son los meses de mayor incidencia de incendios, que coinciden con la estación de estiaje.
Tesis

DE LA TESI:

Es realitza l'estudi dels efectes d'un incendi forestal sobre la fisicoquímica, l'hàbitat i les comunitats biològiques d'una riera mediterrània, riera de Gallifa, i la seva comparació amb una riera semblant sense cremar, riera de Mura, durant cinc anys després del foc. Es disposava de cinc anys de dades fisicoquímiques i biològiques (macroinvertebrats i diatomees) anteriors a la perturbació. Es va planificar un mostreig mensual durant dos anys i es van afegir tres anys de dades disponibles de la xarxa Ecostrimed (www.diba.es/parcsn/qualitatrius). L'incendi forestal del 84% de la conca de Gallifa i les pluges posteriors van deteriorar la qualitat fisicoquímica de l'aigua, van homogeneïtzar l'hàbitat fluvial i van eliminar la comunitat de macroinvertebrats aquàtics de la riera. Després d'un breu període d'anòxia, les pluges van arrossegar riu avall gran part de la matèria orgànica, sals, nutrients i sediments fins acumulats que provenien de la conca cremada. Els traçadors d'aromaticitat com l'a300 i el quocient f450:f500 van ser útils per indicar de forma ràpida la deteriorització sobtada de la qualitat de l'aigua després de l'incendi. Durant el primer any van continuar entrant a la riera sòlids en suspensió, nitrats, sulfats i compostos aromàtics (HAP entre d'altres) associats amb les pluges. Tanmateix en només 250 dies es va recuperar l'heterogeneïtat de l'hàbitat i el bosc de ribera es va revegetar. Dos anys després de l'incendi, la fisicoquímica estava més influenciada per les condicions de sequera que per l'efecte de l'incendi, encara que es continuava detectant una entrada inusual de sals i compostos aromàtics que modificaven les propietats òptiques de l'aigua. En contra de l'esperat, els tractaments de l'experiment d'incubació que contenien material cremat van conferir menys canvis a l'aigua que els tractaments sense cremar. De forma que previsiblement l'impacte més important del foc sigui l'increment de la taxa d'entrada de materials de tot tipus (orgànics, inorgànics, calcinats, etc.) a causa de l'erosió. La qualitat de l'aigua mesurada mitjançant els indicadors biològics es va recuperar en menys d'un any. La sensibilitat inicial de la comunitat de diatomees a la pertorbació va ser més baixa que la de macroinvertebrats, però després de detectar-la, les diatomees van tornar a indicar la millor categoria de qualitat de l'aigua en només sis mesos mentre que els macroinvertebrats van trigar-ne nou.La recolonització de macroinvertebrats de totes les estratègies tròfiques es va assolir en els primers 100 dies després del foc, i en el segon any ja no es van observar diferències entre la riera pertorbada i la riera control per cap estratègia tròfica. Els recol·lectors es van associar amb les condicions del primer any i els filtradors amb les del segon. Les dominàncies inicials elevades dels primers mesos de la successió secundària es van relacionar amb les famílies de macroinvertebrats més resilients i més persistents (pioneres) caracteritzades per una elevada capacitat de dispersió. En el primer any, tot i l'elevat recanvi de famílies per part de les resilients menys persistents i les resilients no persistents, la riquesa taxonòmica de la riera de Gallifa es va recuperar respecte els valors de referència a causa de la colonització de les famílies resilients i persistents i de les famílies temporalment afavorides.L'estructura de la comunitat de macroinvertebrats no es va reestablir fins el quart any quan van detectar-se les famílies poc resilients i van disminuir les famílies temporalment afavorides. La celeritat en la recuperació de la comunitat de macroinvertebrats d'aquesta riera mediterrània es pot atribuir tant al ràpid restabliment de les condicions ambientals com a l'adaptació d'aquests organismes a als períodes estacionals i seqüencials d'avingudes i sequeres (pertorbacions naturals) a que estan sotmesos al llarg de l'any.

Determinades situacions atmosfèriques i factors meteorològics/climàtics, biològics i geogràfics afavoreixen els incendis forestals. Es descriuen quatre tipus de períodes crítics de foc que han originat grans incendis a Catalunya (1980-1998): les situacions del nord, les situacions del nord-oest, les situacions de l’oest i les situacions del sud (onada de calor). Considerant la sèrie d’incendis forestals per a Catalunya (1968-2008), el mes que registra una major freqüència d’incendis forestals i més hectàrees forestals cremades és juliol, seguit de l’agost. La major part d’hectàrees cremades es concentra a la comarca de l’Alt Empordà (amb el màxim) i també a la comarca del Bages i àrees pròximes, havent-hi altres focus secundaris calcinats cap al camp de Tarragona i terres de l’Ebre. En tots els mesos de l’any la freqüència d’incendis forestals segueix una tendència a l’augment, en canvi, el nombre d’hectàrees forestals cremades presenta tendència a la disminució tenint l’explicació en la millora de la prevenció i extinció dels incendis forestals a Catalunya en les darreres dècades. Es troben correlacions estadísticament significatives entre el nombre d’incendis forestals i les hectàrees forestals cremades amb variables meteorològiques i índexs de teleconnexió climàtica (NAOi, MOi, WeMOi). L’índex de Gini i les corbes de Lorenz expliquen una part de la variabilitat superficial dels incendis forestals de Catalunya. La regionalització climàtica d’incendis forestals de Catalunya permet establir diferents patrons sinòptics en funció de la localització dels màxims de càrregues factorials que configuren els patrons de les components principals. La regionalització climàtica explica la distribució i intensitat dels incendis forestals de Catalunya, essent un reflex de la freqüència de les situacions atmosfèriques predominants. Els resultats de l’aplicació del mètode de Jenkinson i Collison als incendis forestals confirmen objectivament que hi han determinades situacions sinòptiques favorables al desenvolupament i propagació (magnitud) d’incendis forestals a determinades regions de Catalunya estacionalment. El canvi climàtic afecta a la vegetació i als incendis forestals en els nostres ecosistemes mediterranis. És més que probable que els esperats augments de les temperatures i els canvis en les pautes de precipitació comportin un increment en la freqüència i en la intensitat dels incendis forestals, comportant un increment del risc potencial d’incendi forestal.
The relationships between meteorological, climatological, biological and geographical factors as main causes for developing and propagation of wildfires under certain synoptical conditions are shown. Regarding these conditions, four atmospheric situations related to teleconnection indexes are studied as deciding factors to develop big wildfires in Catalonia: northern, northwestern, western and southern (heat waves) situations. Considering the number of wildfires for Catalonia (1968-2008), the month that recorded a higher frequency of wildfires and burned hectares is July, followed by August. The most of hectares burned focuses on the Alt Empordà (the maximum) and also in the Bages and nearby areas, having other burned area into the field of Tarragona and Ebro area. In all months the frequency of wildfires shows an increasing trend, however, the extension of burned forest has decreased. This can be due to the improvement of the prevention and extinction of wildfires in Catalonia during the latest decades. Statistical correlations were found between the number of wildfires and the extension of burned forest with meteorological variables and climatic teleconnection indexes (NAOi, MOi, WeMOi). The Gini index and Lorenz curves explain part of the surface variability of wildfires in Catalonia. The climatic regionalization of wildfires in Catalonia allows to establish different synoptic patterns depending on the location of the maximum of factor loadings that form the main component patterns. The climatic regionalization explains the distribution and intensity of wildfires in Catalonia, being a reflection of the frequency of the prevailing weather conditions. The results of applying the method of Jenkinson and Collison to wildfires objectively confirmed that there are certain favourable synoptic situations for the development and spread (magnitude) of wildfires in certain regions of Catalonia seasonally. Climate change affects vegetation and wildfires in our Mediterranean ecosystems. It is likely that the expected temperature increases and changes in precipitation patterns could involve an increase in the frequency and intensity (potential risk) of wildfires.

Los ecosistemas de la Cuenca Mediterránea han experimentado a lo largo de tiempos ancestrales fuertes y prolongados procesos de degradación, por lo que desde el último tercio del siglo XIX se han realizado forestaciones con el objetivo de regenerar zonas degradadas o afectadas por incendios forestales recurrentes. Estudios recientes de series climáticas de medio plazo para la Cuenca Mediterránea y Europa Meridional, están mostrando un aumento significativo de olas de calor y sequías recurrentes. Esto sugiere un incremento en el déficit de agua que podría conducir a un incremento en el estrés hídrico e incendios forestales. En este contexto, en el marco del proyecto FUME (Forest Fires under Climate, Social and Economic Changes in Europe, the Mediterranean and other Fire-affected Areas of the World; 2010-2014; nº243.888), financiado por la Comisión Europea, se llevaron a cabo plantaciones con especies forestales rebrotadoras, bajo el dosel de pinares de una plantación de Pinus halepensis realizada entre 1945 y 1950 en la región de la Hunde en Valencia, España. El objetivo fue determinar el efecto de la cubierta arbórea y las condiciones abióticas generadas por niveles contrastados de sombreo y sequía sobre el establecimiento, desarrollo y funcionamiento de las especies. Las parcelas experimentales se establecieron en rodales con alta (AD, 700-1100 pies ha-1), media (MD, 300-700 pies ha-1) y baja densidad (BD, 100-300 pies ha-1) en las cuales se plantaron 15 plántulas de las especies Arbutus undeo, Rhamnus alaternus, Quercus ilex, Quercus faginea, Fraxinus ornus y Acer granatense. Se investigó la respuesta funcional sobre el intercambio de gases, la eficiencia fotoquímica del fotosistema II y el uso de isótopos estables. Se estudiaron posibles efectos de competencia o facilitación que modularon la respuesta de las especies introducidas. Se analizaron la supervivencia de las plantas tres años después de ser introducidas y el crecimiento después de cinco años. En general, se encontró que la sombra ocasionada en AD, favoreció la supervivencia de las especies perennifolias Arbutus unedo, Quercus ilex y Rhamnus alaternus, seguida de Fraxinus ornus y Acer granatense, Quercus faginea registró los valores más bajos de supervivencia. El crecimiento en altura se favoreció por la sombra de los pinos en AD, el crecimiento en diámetro predominó en condiciones de mayor radiación, en BD. Las especies perennifolias A. unedo, R. alaternus y Q. ilex tuvieron mayor capacidad de aclimatación a las diferentes condiciones ambientales que las caducifolias, con menor fotoinhibición y posiblemente menor daño en su sistema fotosintético, aunque tuvieron menor IWUE, que las caducifolias. Las especies caducifolias mostraron valores más altos de δ13C que las perennifolias, lo que concuerda con una mayor eficiencia en el uso del agua. Las plántulas en BD estuvieron sometidas a dosis más altas de estrés, especialmente en verano, como consecuencia de condiciones de temperaturas y de VPD más altas. Los resultados contrastan con la hipótesis de que los pinares de densidades medias tendrían las mejores condiciones para la instalación de nuevas especies, ya que generarían menor competencia por agua y nutrientes y facilitaría el establecimiento de las plántulas debido a las condiciones de sombreo que reduciría el estrés hídrico. La interacción que se estableció entre los pinos y las especies introducidas mostró algunas relaciones de facilitación y competencia. Sin embargo, no fue posible definir una distancia óptima para futuros trabajos de reforestación. En general el factor más significativo fue la densidad de pinar, más que la distancia al pino. Los resultados de este trabajo de tesis son relevantes para el manejo de los bosques de pino en el Mediterráneo y su transformación en comunidades más resilientes, para evitar efectos desfavorables de los incendios y los eventos de sequía.
The ecosystems of the Mediterranean Basin have been carried out afforestation practices with the aim of regenerating degraded areas or affected by forest fires. Recent studies of medium-term climate series for the Mediterranean Basin and Southern Europe are showing a significant increase in heat waves and recurrent droughts. In this context, within the framework of the FUME project, plantations were made with resprouting species under the canopy of Pinus halepensis plantations, to determine the effect of tree cover and abiotic conditions generated by contrasting levels of shade and drought on the establishment, development and performance of six species of native woody resprouters. The experimental plots included stands with high (HD, 700-1100 trees ha-1), medium (MD, 300-700 trees ha-1) and low density (LD, 100-300 trees ha-1) and 15 seedlings of the species Arbutus undeo, Rhamnus alaternus, Quercus ilex, Quercus faginea, Fraxinus ornus and Acer granatense. Gas exchange variables, the photochemical efficiency of photosystem II, use of stable isotopes and competence or facilitation tradeoffs were investigated. Survival and growth were analyzed three and five years respectively, after they were introduced. In general, the shade caused by the HD of pines, favored the survival of the evergreen species Arbutus unedo, Quercus ilex and Rhamnus alaternus, followed by Fraxinus ornus and Acer granatense, Quercus faginea recorded the lower survival values. The height growth was favored by the shadow of the pines in HD plots, while the diameter growth was higher in conditions of higher radiation in the LD plots. Evergreen species A. unedo, R. alaternus and Q. ilex have a greater capacity of acclimatization to the different environmental conditions than the deciduous species, with less photoinhibition, although they had lower IWUE than the deciduous species. Deciduous species showed higher values of δ13C indicating a higher water use efficiency than evergreen species. The seedlings in LD were subjected to higher doses of stress, especially in summer as consequence of higher temperatures and VPD conditions. The interaction between the pines and the introduced species showed some relations of facilitation and competence. However, it was not possible to define an optimal distance for future reforestation work. These results are relevant for the management of pine forests in the Mediterranean and their conversion into more resilient communities to avoid deleterious effects of fires and drought events.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales)
En el presente texto se analiza la forma en que el Derecho Chileno enfrenta el fenómeno de los Incendios Forestales, ya sea para su prevención o su combate. Con el propósito antes expuesto, se analiza en un primer capítulo las características y los fundamentos que obligan al Estado ocuparse de este fenómeno. En un segundo capítulo se analiza exhaustivamente todas las normas del Derecho Nacional que tienen relación directa e indirecta con la prevención y combate de Incendios Forestales, identificando sus particularidades y relevando las deficiencias. En el tercer capítulo se revisan críticamente los proyectos de ley en tramitación, a la fecha de la redacción de este texto, que tengan relación a los Incendios Forestales. Se concluye que el Estado de Chile tiene una institucionalidad insuficiente para prevenir y combatir los Incendios Forestales. Los proyectos de ley pendientes, no ofrecen en el corto plazo ninguna solución

This study was conducted in burned and harvested areas of Catalonia. It was evaluated the effect of the granivorous in predispersive fruit removal of Smilax aspera and Quercus coccifera and postdispersive seed removal. Nuts removal by rodents was nil in the burned area while for S. aspera only occurred in 2008. The minimum distance to any unburned margin and the distance to the fire perimeter explained patterns of seed removal for rodents and ants, respectively. Seed removal was also lower at unlogged sites vs. logged ones but it was only significative for ants. Rodents removed more seeds under piles of branches because logging while ants did so in areas of bare soil. It should consider the impact of granivorous in the management of burned habitats.
Este estudio fue desarrollado en áreas quemadas y taladas de Cataluña. Se evaluó el efecto de los granívoros en la remoción predispersiva de frutos de Smilax aspera y Quercus coccifera así como la remoción postdispersiva de semillas. La remoción de Quercus por parte de roedores fue nula en el área quemada mientras que para S. aspera solo ocurrió en el 2008. La distancia minima a cualquier margen no quemado y la distancia al perímetro del incendio explicaron los patrones de remoción de semillas para roedores y hormigas, respectivamente. La remoción de semillas también fue menor en las estaciones taladas vs. las no taladas, pero solo de forma significativa para hormigas. Los roedores removieron más semillas bajo amontonamientos de ramas producto de la gestión forestal mientras que las hormigas lo hicieron en áreas de suelo desnudo. Se debería contemplar el efecto de los granívoros en la gestión de los hábitats quemados.

Cantabria es una de las regiones más afectadas por los incendios forestales en España, a escala regional estos sucesos son uno de los problemas que más preocupan a la Administración forestal, sin embargo y a pesar de los esfuerzos realizados, los datos estadísticos nos muestran que la situación, lejos de mejorar, es cada vez más preocupante. Con el objetivo de valorar los logros y déficits de la gestión del fuego en Cantabria, esta tesis se adentra en el conocimiento de los fuegos regionales desde diversos enfoques -presencia histórica del fuego en la región; evolución de la gestión de los incendios en España, y en Cantabria, desde la puesta en marcha de la Estadística de Incendios Forestales hasta la actualidad y valoración de sus efectos; análisis de los datos regionales y constatación de las características y particularidades de los fuegos en Cantabria tanto desde un punto de vista espacial como temporal y, finalmente, identificación de posibles variantes de incendio a partir del tipo de cubierta afectada y de su tamaño-.
Cantabria is one of the Spanish regions worst touched by wildfires and, at the regional level, these events cause the greatest concern to forest Administration. However, despite the efforts undertaken, the statistics show that the situation, far from improving, is increasingly worrying. In order to assess the successes and deficiencies of the management of fire in Cantabria, this thesis explores the knowledge of regional fires combining different approaches - evidence of fire in the region throughout history; evolution of fire management in Spain, and in Cantabria, since the implementation of Forest Fire Statistics until today and assessment of its effects; regional data analysis and definition of the characteristics and peculiarities of fires in Cantabria from both spatial and temporal points of view and, finally, identification of possible fire variants depending on the type of vegetation cover burned by them and on their size-.

Els règims d’incendis estan canviant o s’espera que ho facin sota la influència del canvi global, amb impactes potencialment adversos per als ecosistemes i la societat. L’objectiu principal d’aquesta tesis és incrementar el coneixement que tenim sobre els processos que influencien les dinàmiques del foc a gran escala, i integrar-los en eines de modelització que ens ajudin a predir els impactes del canvi global amb la intenció de dissenyar plans estratègics de gestió. L’aproximació que s’ha seguit es basa en desxifrar els mecanismes que governen diferents tipologies de patrons de propagació del foc i avaluar el dinamisme en l’activitat dels incendis. Un cop identificats, s’integren tots aquests factors en una eina de modelització del paisatge la qual permet estimar els impactes del futur canvi climàtic i de diferents estratègies de gestió sobre el règim d’incendis. Totes aquestes qüestions es testen a Catalunya, una regió Mediterrània (~32,000 km2) densament poblada i que afronta un període de gran incertesa davant del canvi global. Els resultats d’aquesta tesis proporcionen noves evidències dels processos subjacents que governen la dinàmica dels incendis a Catalunya. Amb l’ús de patrons de propagació d’incendis, una classificació àmpliament utilitzada en el món operatiu de l’extinció, he promogut un canvi de paradigma de com els processos ambientals són integrats en les avaluacions de paisatge, ja que els patrons de propagació de foc permeten explicar els mecanismes del règim d’incendis que operen a escala de paisatge. He trobat que la seva ocurrència i propagació depenen de diferents factors ambientals, i que els canvis futurs impactaran de manera idiosincràtica als diferents incendis. L’increment en l’acumulació de combustible degut a l’abandonament rural i unes temperatures més altes, han promogut en els anys 90 l’aparició de nous incendis ‘convectius’, caracteritzats per comportaments extrems. No obstant, els bombers han pogut controlar en l’última dècada els incendis associats a situacions càlides i seques, però no als associats a situacions de vent, fet que ha de servir com a base pels futurs plans de gestió. A més, en aquesta tesis també demostro que el paper de la meteorologia en l’activitat dels incendis és dinàmic: els incendis del passat poden crear períodes de temps on el principal factor limitant per a l’ocurrència d’incendis és la manca de combustible. Si es redueixen els incendis amb l’extinció, allò que realment s’està fent és dependre cada vegada més de fenòmens meteorològics altament incerts. Mitjançant l’anàlisi de les condicions climàtiques futures a Catalunya, també he trobat unes condicions climàtiques noves que podran induir a incendis extrems. Finalment, demostro que l’aplicació de plans de cremes prescrites amb quantitats raonables (15,000 ha/any) pot contrarestar els impactes negatius del foc associats al canvi climàtic i mantenir estats ecològics pre-definits. La gestió dels incendis, doncs, ha de canviar de l’era de l’extinció a l’era de la gestió del règim. Aquesta tesis proporciona evidències quantitatives per a aplicar polítiques de gestió d’incendis eficaces, les quals poden portar-nos cap a una coexistència sostenible amb el foc.
Fire regimes are changing or are expected to do so under global change, with potentially adverse impacts on ecosystems and societies. The main objective of this thesis is to gain a better understanding on the processes influencing fire dynamics at large scales, and to integrate them in modelling tools that help us to predict global change impacts and eventually design strategic management plans. The approach followed is based on disentangling the mechanisms driving different fire spread patterns and assessing the dynamism in fire activity. Then, I integrate these drivers in a landscape modelling tool that allows us to estimate the impact of future climate and fire management strategies on fire regimes. All these questions are tested in Catalonia, a highly dense populated Mediterranean region (~32,000 km2) that deals with a period of high uncertainty in the face of global change. The results of this thesis provide new evidence of the underpinning processes that drive wildfire dynamics in Catalonia. By using fire spread patterns, a common classification used by operational services, I have promoted a paradigm shift in how environmental processes are being integrated in landscape assessments, since fire spread patterns unravel fire regime mechanisms operating at these scales. I have found that they rely upon different environmental and anthropic factors, and that future changes will impact the different fires in idiosyncratic manners. Increasing fuel accumulation due to rural abandonment and hotter temperatures has promoted in the 90s the emergence of new ‘convective’ fires, characterized by extreme behaviors. However, fire suppression in the last decade has managed to control wildfires occurring under hot and dry situations, but not under windy ones, which provides key insights into how future planning needs to be conceived. In addition, this thesis also identifies the dynamic role of weather on fire regimes; past fires create time periods in which fuel-limitation becomes the main fire driver. Fire suppression is thus pushing the system towards weather-dependent, highly uncertain conditions. By analyzing future climate conditions in Catalonia, I have also found that novel climates may induce extreme wildfires. Finally, I show that the application of prescribed burning plans under reasonable efforts (~15,000 ha/year) can offset negative fire effects associated with climate change and maintain desired ecological states. All these results reveal that climate change, land-use changes, forest abandonment and fire suppression are simultaneously modifying fire regimes in Catalonia towards a critical situation, and that strategic management plans are needed to override extreme fire impacts associated with climate change. Fire management should shift from a ‘fire suppression’ era to a ‘fire regime management’ era. This thesis provides quantitative evidence to apply efficient science-based fire management policies that may eventually lead to a sustainable coexistence with fire.

Any rere any milions d'hectàrees són destruïdes pels incendis forestals, no només a Europa sinó arreu del món, tan sols cal recordar els dramàtics episodis viscuts a Califòrnia i Austràlia recentment. A banda de l'evident impacte mediambiental que això provoca -emissió de gasos d'efecte hivernacle, pèrdua de biodiversitat, acceleració de l'erosió del sòl, etc.- els incendis són també un problema social de primer ordre, que posa en perill a les persones i els seus béns.

Davant d'aquesta situació, en les darreres dècades s'ha impulsat fortament la recerca en l'àmbit dels incendis forestals. Tanmateix, l'estudi dels incendis forestals és certament complex per les condicions i l'entorn on aquests es desenvolupen, a banda també del gran nombre de fenòmens -físics, químics i socials- que interaccionen al llarg de diferents escales espacials i temporals, per a donar lloc a l'inici i propagació del foc. És per això que bona part de la recerca sobre el comportament dels incendis forestals ha tingut lloc bàsicament al laboratori, tot i que qüestions com ara com traslladar aquests resultats experimentals als incendis reals, o bé fins a quin punt aquest tipus d'experimentació és útil o què és el que realment es pot extrapolar i què no, no han tingut encara cap resposta clara.

L'objectiu d'aquesta tesi ha estat doncs el de contribuir a l'estudi del canvi d'escala en l'experimentació en incendis forestals pel què fa al comportament del foc, mitjançant les tècniques de l'anàlisi dimensional i de semblança. En primer lloc s'ha realitzat una extensa revisió bibliogràfica centrada bàsicament en aquells treballs que havien aplicat d'alguna manera o altra l'anàlisi dimensional i de semblança a l'estudi dels incendis i en particular dels incendis forestals. S'ha vist que no es possible realitzar un escalatge complet d'aquest fenomen i que el més utilitzat ha estat l'escalatge de Froude. A més s'ha detectat que mai abans s'ha aplicat aquest tipus d'anàlisi als models que s'utilitzen normalment avui dia en l'experimentació de laboratori. A continuació s'ha fet doncs una anàlisi exhaustiva de totes les variables que determinen el comportament d'un incendi forestal en els diferents escenaris experimentals (de laboratori i de camp). A partir d'aquestes variables s'ha realitzat una anàlisi dimensional per a estudiar la propagació d'un front de flames -tan bàsic com en condicions de vent i pendent- així com una anàlisi de semblança que ha permès obtenir les lleis d'escala per a les diferents variables que caracteritzen la propagació d'un incendi forestal. S'ha dissenyat i executat un programa experimental al laboratori amb l'objectiu de validar si es complien les lleis d'escala trobades i de determinar-ne el rang de validesa i les possibles causes en cas que no es complissin.

Els resultats obtinguts han mostrat que per a fronts de flama bàsics propagant-se sense vent ni pendent, totes les variables analitzades segueixen les lleis d'escala derivades de l'estudi teòric, en el rang de longituds de front de flama abraçat que va dels 25 cm als 3 m. Nogensmenys cal remarcar que paràmetres com la humitat i el tipus de combustible o les característiques de la instal·lació experimental utilitzada poden alterar enormement els resultats si no es controlen adequadament. En el cas dels fronts de flama propagant pendent amunt, els resultats han mostrat que les lleis d'escala de la geometria de flama es compleixen per a tot el rang de pendents estudiat que va de 0 fins a 30°, mentre que en el cas de la llei d'escala de la velocitat de propagació deixa de complir-se per a pendents de 30°. Finalment, en el cas dels fronts de flama propagant en condicions de vent, els resultats han mostrat que per a velocitats del vent superiors a aproximadament 2,5 m/s les lleis d'escala tant de la velocitat de propagació com de la geometria de flama deixen de complir-se.

Al final d'aquest treball s'apunten les causes que poden conduir a l'incompliment de les lleis d'escala així com als factors que poden restar validesa als experiments efectuats a escala de laboratori, quan es vol extrapolar els resultats a escales més grans o fins i tot a incendis reals.
Year after year millions of hectares are destroyed by wildland fires, not only in Europe but all over the world; just remember the dramatic episodes recently occurred in California or Australia. Besides the evident environmental impact caused by these fires -emission of greenhouse gases, biodiversity loss, soil erosion, etc- wildland fires represent also a social problem of primary order that threatens human life and their assets.

Because of this situation, during the last decades research on wildland fires has been greatly boosted. Nevertheless, the study of forest fires is really complex due to the conditions and the environment in which they develop and to the number of phenomena -physical, chemical and social- that interact all along the different spatial and temporal scales that give rise to the start and development of a fire. That is partly the reason because the study of wildland fire behaviour has mainly been developed in laboratories, but questions like how these experimental results can be translated to real fires?, or is really this kind of experimentation useful?, or what can be extrapolated? These questions have not yet received a clear answer.

The goal of this work was to improve the knowledge on the effect of changing the scale in the experimental study of forest fire behaviour, by means of dimensional and similarity analysis. First an extended bibliographic review has been done, centred on those works that had applied in one or another way the dimensional and similarity analysis to the study of fires and more specifically to forest fires. It was observed that it is not possible to undergo a complete scaling of a forest fire and that the most used partial scaling technique was the Froude scaling. Moreover it was detected that this kind of analysis was never before applied to the laboratory models used currently to obtain experimental data on wildland fires. Thus, an exhaustive analysis of all the variables affecting forest fire behaviour has been carried out for the diverse experimental scenario (in the lab and field). From these variables, a complete dimensional analysis has been developed in order to study the spread of a flames front -both in basic conditions and with slop or wind- and a subsequent similarity analysis has provided the scaling laws governing all the variables under study. A complete experimental program has been designed and developed in the laboratory with the aim of validating the scaling laws previously found and to establish the possible causes of any failure of the laws.

The results obtained show that in the case of a basic flame front, spreading under no wind and no slope conditions, all the variables analysed followed the scaling laws obtained during the theoretical study for flames front lengths ranging from 25 cm to 3 m. For the tests under slop conditions, the results indicate that the scaling laws corresponding to the flame geometry are verified for all the slopes tested which range from 0 to 30°, while in the case of the rate of spread scaling law is no longer verified for the 30° slope. Finally, in the case of flame fronts spreading under wind conditions, the results show that for wind speed values greater than 2,5 m/s neither of the scaling laws corresponding to the flame geometry and the rate of spread, are verified. It has also been observed that parameters such as moisture content, the type of fuel or the specific design of the experimental device used can have a big influence on the results obtained if they are not adequately controlled.

At the end of this work, the main causes leading to the failure of the scaling laws are pointed out together with the factors that can make the laboratory experiments less reliable when trying to extrapolate the results to larger scales or even to real fires.

Extreme-temperature events are known to favor large wildland fires and have consequences for human health and mortality, forest disturbance patterns, agricultural productivity, and the economic repercussions of these consequences combined. To gain insight into whether extreme-temperature events are changing in light of global climate dynamics, the annual numbers of high-temperature days (those with temperatures higher than 20, 22.5, and 25 ºC at 850 hPa) were analyzed across southern Europe from the years 1978 to 2012. A significant increase in the frequency of these days was found in many areas over the time period analyzed, and patterns in the spatial distribution of these changes were identified. Additionally, this work analyzes the effects of high temperature days on medium and large fires from 1978 to 2010 in Spain and other areas (Sardinia, Italy). A high temperature day was defined as being when air temperature at 850 hPa was higher than the 95th percentile of air temperature at that elevation from June to September across the study period. Temperature at 850 hPa was chosen because it properly characterizes the state of the lower troposphere. The effects of high temperature on forest fires were remarkable and significant in terms of fire number (15 % of total large fires occurred under high temperature days), burned area (25 % of the total burned area occurred under high temperature days). Fire size was also significantly higher under 95th percentile air temperature at 850 hPa and a large part of the largest fires in the past 20 years were under these extreme conditions. Additionally, both burned area and fire number only decreased under non-high temperature days in the study period and not under high temperature conditions. The worst consequence of wildland fires is the loss of human lives, a regular phenomenon over the last few decades worldwide. This work analyzes all recorded wildland fires in Spain with victims between 1980 and 2010. We classified causality causes during wildland fires to study the most frequent causes of fatalities and how they were related to regions, fire size, and extreme weather conditions (i.e., high temperature days). Trends in number of both injured and killed individuals were analyzed. We observed that the annual number of victims did not decrease in the study period. Entrapment is the most frequent cause of death within the fire suppression employees. Fire size is a key factor in the occurrence of victims because 95% of fatalities in wildland fires (not counting aerial casualties) happened in fires larger than 100 ha. High temperature days also were important because 60% of entrapments were produced in this kind of days.
Los eventos con temperaturas extremas favorecen la ocurrencia de grandes incendios forestales y tienen consecuencias en la salud y mortalidad humana, los patrones de perturbación forestal, la productividad agrícola y las repercusiones económicas de estas consecuencias combinadas. Para conocer si los eventos de temperaturas extremas están cambiando bajo la dinámica de cambio global, se analizaron las cifras anuales de días de alta temperatura (aquellos con temperaturas superiores a los 20, 22,5 y 25 ºC a 850 hPa) en el sur de Europa en el periodo 1978-2012. Un aumento significativo en la frecuencia de este tipo de días se encontró en muchas áreas durante el período de tiempo analizado, y se identificaron patrones en la distribución espacial de estos cambios. Además, este trabajo analiza los efectos de días de alta temperatura en incendios forestales medianos y grandes en España desde 1978, así como en otras áreas (Cerdeña, Italia). Un día de alta temperatura se define cuando la temperatura del aire a 850 hPa es mayor que el percentil 95 de la temperatura del aire a 850 hPa de junio a septiembre en todo el período de estudio. Elegí la temperatura a 850 hPa porque caracteriza adecuadamente el estado de la baja troposfera. Los efectos de las altas temperaturas sobre los incendios forestales fueron notables y significativos en términos de número de incendios (el 15% del total de los grandes incendios ocurrieron bajo días de alta temperatura) y área quemada (25% del total de área quemada se produjo bajo días de alta temperatura). El tamaño de los incendios también fue significativamente mayor en condiciones de alta temperatura y gran parte de los incendios más grandes en los últimos 20 años fueron en este tipo de condiciones extremas. Además, tanto el número de incendios como el área quemada solamente disminuyeron bajo días de no alta temperatura en el período de estudio. La peor consecuencia de los incendios forestales es la pérdida de vidas humanas, un fenómeno que se ha producido con regularidad durante las últimas décadas en todo el mundo. Este trabajo analiza todos los incendios forestales en España con víctimas registradas entre 1980 y 2010. Los incendios se clasificaron por la causa que provocó la muerte de las víctimas durante los incendios forestales con el objetivo de estudiar las causas más frecuentes en accidentes mortales y cómo se relaciona con distintas regiones geográficas, el tamaño de los incendios, y las condiciones climáticas extremas (es decir, días de alta temperatura). Se analizaron tendencias temporales en el número de individuos heridos y muertos en el periodo de estudio. Se observa que el número anual de víctimas no disminuyó en el período de estudio. El atrapamiento es la causa más frecuente de muerte dentro de los empleados de extinción de incendios. El tamaño de los incendios es un factor clave en la aparición de las víctimas ya que el 95% de las muertes en incendios forestales (sin contar las bajas aéreas) ocurrió en incendios mayores de 100 ha. Los días de alta temperatura también fueron claves debido a que el 60% de atrapamientos se produjo en este tipo de días.
Els esdeveniments amb temperatures extremes afavoreixen l’aparició de grans incendis forestals amb conseqüències en la salut i mortalitat humana, els patrons de pertorbació forestal, la productivitat agrícola i les repercussions econòmiques d’aquestes conseqüències combinades. Per conèixer si els esdeveniments de temperatures extremes estan canviant amb la dinàmica de canvi global, es van analitzar les xifres anuals de dies amb altes temperatures (aquells dies amb temperatures superiors als 20, 22.5 i 25ºC a 850hPa) al sud d’Europa en el període 1978-2012. Un augment significatiu en la freqüència d’aquest tipus de dies es va trobar en moltes àrees durant el període de temps analitzat, i es van identificar patrons en la distribució espacial d’aquests canvis. A més, aquest treball analitza els efectes de dies d’alta temperatura en incendis forestals mitjans i grans a Espanya des de 1978, així com en altres àrees (Cerdenya, Itàlia). Es defineix un dia d’alta temperatura quan la temperatura de l’aire a 850hPa és més gran que el percentil 95 de la temperatura de l’aire a 850hPa de juny a setembre en tot el període d’estudi. Vaig triar la temperatura a 850hPa perquè caracteritza adequadament l’estat de la baixa troposfera. Els efectes de les altes temperatures sobre els incendis forestals van ser notables i significatius en termes de nombre d’incendis (el 15% del total dels grans incendis es van produir en dies d’alta temperatura) i àrea cremada (el 25% del total d’àrea cremada es va produir en dies d’alta temperatura). Les dimensions dels incendis també van ser significativament més grans en condicions de temperatura i gran part dels incendis més grans en els últims 20 anys van ser en aquest tipus de condicions extremes. A més, tant el nombre d’incendis com l’àrea cremada només van disminuir en dies de no alta temperatura en el període d’estudi. La pitjor conseqüència dels incendis forestals és la pèrdua d’éssers humans, un fenomen que s’ha produït amb regularitat durant les últimes dècades a tot el món. Aquest treball analitza tots els incendis forestals d’Espanya amb víctimes registrades entre els anys 1980 i 2010. Els incendis es van classificar per la causa que va provocar la mort de les víctimes durant els incendis forestals amb l’objectiu d’estudiar les causes més freqüents en accidents mortals i la seva relació amb les diferents regions geogràfiques, les dimensions dels incendis, i les condicions climàtiques extremes (és a dir, dies d’alta temperatura). Es van analitzar tendències temporals en el nombre d’individus ferits i morts en el període d’estudi. L’atrapament és la causa més freqüent de mort dins dels empleats d’extinció d’incendis. Les dimensions dels incendis són un factor clau en l’aparició de les víctimes, ja que el 95% de les morts en incendis forestals (sense tenir en compte les baixes aèries) es van produir en incendis que afectaven més de 100 ha. Els dies d’alta temperatura també van ser claus pel fet que el 60% d’atrapaments es van produir en aquest tipus de dies.

El objetivo de esta tesis ha sido establecer una metodología para hacer los paisajes más seguros desde el punto de vista de propagación del fuego. La evaluación del comportamiento de los combustibles en las condiciones ambientales que predominan en la provincia de Barcelona, permite identificar áreas de baja combustibilidad. Aplicando técnicas de análisis de grafos para calcular el índice de la Probabilidad de Conectividad (PC) y sus componentes, se selecciona la fracción dPCconnector como indicador clave que permite conocer los sectores críticos para mantener la conectividad de la red, e identificar las áreas en las cuales una inversión de silvicultura preventiva puede ser mas eficaz. Los resultados de la validación de la red a través de simulaciones múltiples en propagación libre se realizaron en FARSITE. Los resultados de las simulaciones muestran claramente la importancia de las áreas de baja combustibilidad, y su categorización por conectividad añade información relevante al proceso de planificación de la prevencion de incendios.

Memoria de Pregrado para optar al grado de Licenciado en Ciencias Jurídicas y Sociales
El legislador ha incluido en nuestra legislación jurídico-penal la tipificación de un delito que busca castigar a quien incurra en la conducta de “incendiar bosques, mieses, pastos, montes, cierros, plantíos o formaciones xerofíticas de aquellas definidas en la ley Nº 20.283”, lo que, para propósitos de este trabajo, se considerará como un delito de “incendio forestal”. En cuanto a este delito, su análisis parte por determinar cuál es el bien jurídico que busca proteger. En su conformación primigenia se ha entendido que, al igual que el delito de incendio “común”, buscaba proteger el patrimonio, entendido en términos civilistas, pero aquella concepción ha cambiado, adaptándose a la necesidad de proteger sistemas ecológicos. Se ha cambiado el enfoque, por tanto, para pasar a una protección de la seguridad de bienes colectivos (por el amplio margen de afectación que puede tener un incendio forestal, en cuanto a su magnitud), pasando últimamente a la protección de bienes jurídicos con una raíz más bien moderna, como lo es, el medio ambiente. Para comprender de una mejor manera el delito del que hablaremos, será necesario descomponerlo en todos sus elementos. Luego de haber determinado el o los bienes jurídicos que busca proteger, el análisis se centra en aquello que la doctrina generalmente denomina como “elementos del tipo”. Se determina, por tanto, quienes pueden ser establecidos como autores del delito, cuál es el objeto del delito, y cuál es la conducta típica en que se incurre para ser sujeto de la sanción penal. En este apartado se da cuenta de la dificultad en determinar, por ejemplo, el sujeto pasivo del delito (lo cual está directamente relacionado con el bien jurídico protegido), de la relevancia para la existencia de este delito que tiene el 6 objeto en que recae (determinando su existencia como una variable particular y distinguible del delito de incendio), o lo complejo que es definir correctamente de qué hablamos cuando el legislador utiliza el vocablo “incendiar”, como verbo rector de la acción típica que nos ocupa. Luego, será fundamental entender el aspecto subjetivo de este delito, por cuanto de aquel se colige finalmente la responsabilidad que habrá de determinar un juez frente a una situación calificable típicamente como un “incendio forestal”. Es de particular interés el análisis de las formas “culpables” de este delito, por cuanto la culpa es excepcional en el derecho Penal, y está efectivamente presente en este caso, en legislaciones anexas a la del Código Penal. Finalmente, el análisis dará cuenta de las formas especiales de comisión del delito de Incendio Forestal. Se analiza el Iter Criminis de este delito, determinando desde qué momento podemos hablar concretamente de un incendio forestal, y si existe sanción en etapas previas a su consumación. También se hará referencia a la problemática sobre la existencia de un delito de peligro abstracto dentro de la legislación, y finalmente, cómo interactúa este delito frente a otros que se puedan cometer en el mismo contexto, es decir, se hará referencia a los posibles concursos de delitos que puedan existir.

[ES] El municipio de Serra se asienta en la vertiente meridional de la Sierra Calderona. El término municipal ocupa una superficie de 5.730 hectáreas de las cuales, el 95 % de su territorio se encuentra dentro del ámbito del Parque Natural de la Sierra Calderona y el 85% del territorio corresponde a Suelo Forestal. La estructura económica del municipio ha tenido, desde 1960, al sector de la construcción como eje principal de la economía, quedando el subsector forestal, como actividad residual. Esto ha provocado un flujo de mano de obra desde el sector primario hacia otros más productivos, teniendo como consecuencia un crecimiento desordenado de la masa forestal, provocando un deterioro del paisaje. Esto ha aumentado considerablemente el riesgo de incendios y plagas y amenaza en definitiva el patrimonio forestal del Parque Natural de la Sierra Calderona. Siguiendo las directrices marcadas por las prioridades de la UE en desarrollo rural se ha puesto en marcha un proyecto de investigación dirigido hacia la creación de empleo local mediante el fomento de actividades sostenibles cuyos resultados se reinviertan en la sociedad local generando una economía circular que constituya la base del desarrollo socio económico local. El proyecto consiste en el aprovechamiento energético sostenible de la biomasa forestal, agrícola y de jardinería y su reconversión a un combustible sólido (pélet) empleado en la calefacción de edificios públicos y por otra parte, comercializando el excedente de pélet, con esto se pretende un ahorro económico energético y de gestión del residuo y un beneficio que podrá ser empleado directamente en la creación de empleo local. El proyecto contribuye además a la protección y mejora de los montes de Serra. La presente Tesis trata de estudiar si un adecuado modelo de gestión de la biomasa en zonas de la interfaz urbano forestal de municipios, como Serra, incluidos en el Parque Natural de la Sierra Calderona puede tener efectos directos positivos en la prevención de incendios forestales y la lucha contra el cambio climático, la Tesis estudia además si estos modelos de gestión pueden ser económica y medioambientalmente sostenibles y su capacidad para contribuir a mejorar el desarrollo socioeconómico de estas poblaciones, fijando su población y ofreciendo un verdadero desarrollo rural basado en el aprovechamiento racional de sus recursos naturales.
[CA] El municipi de Serra s'assenta en el vessant meridional de la Serra Calderona. El terme municipal ocupa una superfície de 5.730 hectàrees de les quals, el 95 % del seu territori es troba dins de l'àmbit del Parc Natural de la Serra Calderona i el 85% del territori correspon a Sòl Forestal. L'estructura econòmica del municipi ha tingut, des de 1960, al sector de la construcció com a eix principal de l'economia, quedant el subsector forestal, com a activitat residual. Açò ha provocat un flux de mà d'obra des del sector primari cap a uns altres més productius, tenint com a conseqüència un creixement desordenat de la massa forestal, provocant una deterioració del paisatge. Açò ha augmentat considerablement el risc d'incendis i plagues i amenaça en definitiva el patrimoni forestal del Parc Natural de la Serra Calderona. Seguint les directrius marcades per les prioritats de la UE en desenvolupament rural s'ha engegat un projecte de recerca dirigit cap a la creació d'ocupació local mitjançant el foment d'activitats sostenibles els resultats de les quals es reinverteixen a la societat local generant una economia circular que constituïsca la base del desenvolupe soci econòmic local. El projecte consisteix en l'aprofitament energètic sostenible de la biomassa forestal, agrícola i de jardineria i la seua reconversió a un combustible sòlid (pélet) emprat en la calefacció d'edificis públics i d'altra banda, comercialitzant l'excedent de pélet, amb açò es pretén un estalvi econòmic energètic i de gestió del residu i un benefici que podrà ser emprat directament en la creació d'ocupació local. El projecte contribueix a més a la protecció i millora de les muntanyes de Serra. La present Tesi tracta d'estudiar si un adequat model de gestió de la biomassa en zones de la interfície urbà forestal de municipis, com Serra, inclosos en el Parc Natural de la Serra Calderona pot tenir efectes directes positius en la prevenció d'incendis forestals i la lluita contra el canvi climàtic, la Tesi estudia a més si aquests models de gestió poden ser econòmica i mediambientalment sostenibles i la seua capacitat per a contribuir a millorar el desenvolupament socioeconòmic d'aquestes poblacions, fixant la seua població i oferint un vertader desenvolupament rural basat en l'aprofitament racional dels seus recursos naturals.
[EN] The municipality of Serra sits on the southern slope of the Sierra Calderona mountains. The municipality occupies an area of 5,730 hectares of which, 95% of its territory is within the Sierra Calderona Natural Park and 85% of the territory corresponds to forest land. The economic structure of the municipality has had, since 1960, the construction sector as the main axis of the economy, leaving the forestry sub-sector as a residual activity. This has caused a labor flow from the primary sector to more productive ones, resulting in a disorderly growth of the forest mass, causing a deterioration of the landscape. This has considerably increased the risk of fire and pests and ultimately threatens the forest heritage of the Sierra Calderona Natural Park. Following the guidelines set by the EU priorities for rural development, a research project aimed at the creation of local jobs has been launched through the promotion of sustainable activities whose results are reinvested in the Local society generating a circular economy that constitutes the basis of the local socio-economic development. The project consists of the sustainable energetic use of forest, agricultural and garden biomass and its conversion to a solid fuel (wood pélet) used in the heating of public buildings and on the other hand, marketing the surplus of this wood pélet, this aims to a saving of energy bills and waste management costs and brings a benefit that can be used directly in the creation of local employment. The project also contributes to the protection and improvement of the Serra Mountains. This thesis aims to study whether an adequate model of management of biomass in the municipal urban forest interface, such as Serra, included in the Natural Park of the Sierra Calderona can have direct positive effects on the prevention of forest fires and the fight against climate change, the thesis also studies whether these management models can be economically and environmentally sustainable and their ability to contribute to improving the socioeconomic development of these populations, setting their Population and offering a true rural development based on the rational use of their natural resources.
Mayans Díaz, JJ. (2021). Gestión integral de la biomasa en la interfaz urbano-forestal, en ámbito supramunicipal y sus efectos en la lucha contra el cambio climático, Red Natura 2000 y prevención de incendios forestales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/166094
TESIS

The objective of this thesis is to analyze the effect of the transformation in the habitat that postfire salvage logging supposes on birds in Mediterranean pine forests, at different levels: species, community and ecosystem, focusing on the bird-mediated seed dispersal process. Salvage logging with commercial purposes is the main factor that determines the species composition after a fire, with the substitution of forest birds by open-habitat species, some of which hold an unfavourable conservation status in Europe. On the other hand, wood debris piles built by non-profitable burnt wood favour the presence of seed disperser frugivorous birds, and these structures show more seed dispersal than other microhabitats, and a higher abundance of bird-dispersed plants, so that it is recommendable to build them in managed burned forests.
L'objectiu de la tesi és analitzar l'efecte de la transformació de l'hàbitat que suposa la gestió forestal post-incendi sobre els ocells en pinedes mediterrànies, a diferents nivells: d'espècies, de comunitat, i d'ecosistema, sobre el procés de dispersió de llavors de plantes que duen a terme alguns ocells frugívors. La tala dels arbres cremats amb finalitats principalment comercials és el principal factor que determina la composició d'espècies d'ocells després d'un incendi forestal, amb la substitució d'ocells forestals per espècies lligades a espais oberts, algunes de les quals presenten una situació de conservació desfavorable a Europa. Per altra banda, els pilons de branques construïts amb restes de tala afavoreix la presència d'ocells dispersors de llavors, i aquestes estructures també presenten una pluja de llavors més elevada que altres microhàbitats, i una abundància més gran de plantes dispersades per ocells, per la qual cosa es recomana la seva construcció.

Distintos estudios muestran asociación entre los incendios forestales y la mortalidad no accidental, aunque resulta necesario mayor conocimiento del impacto del humo de incendios en la salud pública. Se han empleado modelos aditivos generalizados para investigar los efectos a corto plazo de partículas e incendios forestales sobre la mortalidad no accidental en Valencia (2009-2013), utilizando indicadores de incendio para evaluar la exposición. La ocurrencia de incendios se asoció con un aumento del 10,9% (IC 95%: 0,15% - 2,11%) (p=0,021) en las defunciones diarias. Un incremento de 10 μg/m3 de PM10 se asoció con un aumento del 2,2% (IC 95%: 0,7% - 3,6%) (P=0,003) en la mortalidad total, un 5,5% (IC 95%: 0,8% – 10,4%) (p= 0,022) en la respiratoria y un 2% (IC 95%: 0,1% - 3,8%) ((p=0,036) en la mortalidad total en mayores (≥70). Un incremento de 10 μg/m3 de PM2.5 se asoció con un aumento del 7,4% (IC 95%: 2,8% – 12,1%) (p=0,001) en la mortalidad respiratoria. La exposición a incendios y partículas ejerció un efecto sobre la mortalidad no accidental.

El proyecto se inserta en el marco del Combate de Incendios Forestales, específicamente en la disposición del equipo para condiciones operativas del tendido de mangueras. Apunta al diseño de un contenedor de mangueras para el tendido de éstas durante el Combate de Incendios Forestales, generando una nueva técnica de tendido, la Técnica de Tendido Continuo, con el propósito de optimizar la eficiencia operacional, de los combatientes de las brigadas forestales en nuestro país, simplificando la secuencia de acciones reiterativas durante las etapas de montaje, acoplado, retirada y transporte en terreno.

Els ocells forestals exerceixen un paper funcional clau en els ecosistemes forestals i es
relacionen amb les característiques del bosc, les seves dinàmiques i la gestió a diferents escales
espacials. Per tant, la determinació de les respostes quantitatives dels ocells forestals als factors
ambientals dels sistemes forestals i als seus patrons de canvi pot contribuir a entendre com la
gestió forestal pot mitigar els impactes del canvi global en la biodiversitat forestal a la
Mediterrània.
Aquesta tesis pretén valorar els factors determinants de la riquesa, distribució i dinàmiques
dels ocells forestals a diferents escales espacials en Catalunya (NE d'Espanya) amb l'objecte de
proporcionar recomanacions de gestió forestal sostenible. Per tal d'això s'han analitzat diverses
bases de dades sobre biodiversitat i caracterització ambiental i forestal disponibles en la regió
d'estudi, com el Segon i Tercer Inventari Forestal Nacional i el Primer i Segon Atles dels Ocells
Nidificants de Catalunya.
Els resultats van mostrar que la riquesa d'espècies d'ocells forestals, particularment la dels
ocells especialistes, està principalment afavorida per la disponibilitat de tessel·les de bosc
presentant diferents graus d'obertura de l'estrat arbori (evitant el predomini de fraccions de
cabuda coberta molt elevades), i per boscos amb estats de desenvolupament avançats i una
elevada diversitat d'espècies arbòries (principalment al nord-oest i sud, respectivament).
Comparativament, la riquesa d'espècies d'ocells forestals es va associar menys a la configuració
del paisatge forestal, tot i que la irregularitat de formes va tenir un efecte més destacat que el
patró de fragmentació. Els incendis van tenir un efecte relativament dèbil però negatiu en la
riquesa dels ocells forestals, particularment per als ocells especialistes.
Les dinàmiques del bosc ocorregudes a escala regional (maduració i expansió del bosc),
principalment relacionades amb l'abandonament rural, es van mostrar com a favorables per a
l'expansió espacial dels ocells forestal en les dues últimes dècades del segle XX i semblen haver
contrarestat els impactes potencialment negatius dels incendis forestals en la distribució de les
espècies. La colonització dels ocells forestals especialistes en expansió es va relacionar
indirectament amb les dinàmiques del bosc ocorregudes en localitats veïnes i no tant amb els
propis canvis en les zones colonitzades, probablement com a resultat de dinàmiques fontembornal
i patrons de connectivitat dels paisatges analitzats.
La gestió forestal no sembla haver afectat negativament als patrons de canvi de la
distribució dels ocells forestals especialistes en expansió, suggerint-se el seu paper clau per a
mitigar els esperats grans impactes del canvi global en els patrons de biodiversitat forestal. Per a
fomentar la diversitat ornítica forestal, la gestió forestal a escala de paisatge deuria promoure la
disponibilitat de hàbitat més que una determinada configuració espacial i evitar
l'homogeneïtzació i densificació dels rodals que poden impedir la transició a estats de
desenvolupament més avançats i l'establiment d'una major varietat d'espècies arbòries. La
gestió forestal requereix d'un enfocament a escala de paisatge per a desenvolupar estratègies
efectives que promoguin la biodiversitat i la sostenibilitat dels ecosistemes forestals i mitigar els
efectes del canvi climàtic i socioeconòmic, i també deuria integrar-se amb altres tipus de
planificació territorial i plans de conservació de la biodiversitat.
Els resultats obtinguts són valuosos per a entendre les relacions entre la composició i
estructura del bosc i les comunitats d'ocells forestals i com les interaccions entre la gestió i les
dinàmiques del paisatge forestal poden influir en la distribució i dinàmiques futures dels ocells
forestals. També és necessari realitzar futurs estudis per a ampliar la metodologia i generalitat
dels resultats obtinguts, estenent les anàlisis a altres grups taxonòmics i escales espacials, així
com per a contribuir a predir els patrons de biodiversitat forestal en futurs escenaris de paisatge
forestal i canvi global.
Las aves forestales ejercen un papel funcional clave en los ecosistemas forestales y se
relacionan con las características del bosque, sus dinámicas y gestión a diferentes escalas
espaciales. Por lo tanto, la determinación de las respuestas cuantitativas de las aves forestales a
los factores ambientales de los sistemas forestales y a sus patrones de cambio puede contribuir a
entender cómo la gestión forestal puede mitigar los impactos del cambio global en la
biodiversidad forestal en el Mediterráneo.
Esta tesis pretende valorar los factores determinantes de la riqueza, distribución y dinámicas
de las aves forestales a diferentes escalas espaciales en Cataluña (NE de España) con el objeto
de proporcionar recomendaciones de gestión forestal sostenible. Para ello se han analizado
diversas bases de datos sobre biodiversidad y caracterización ambiental y forestal disponibles en
la región de estudio, tales como el Segundo y Tercer Inventario Forestal Nacional y el Primer y
Segundo Atlas de las Aves Nidificantes de Cataluña.
Los resultados mostraron que la riqueza de especies de aves forestales, particularmente la de
las aves especialistas, estuvo principalmente favorecida por la disponibilidad de teselas de
bosque presentando diferentes grados de apertura del dosel arbóreo (evitando la dominancia de
fracciones de cabida cubierta muy elevadas), y por bosques con estados de desarrollo avanzados
y una elevada diversidad de especies arbóreas (principalmente en el noroeste y sur,
respectivamente). Comparativamente, la riqueza de especies de aves forestales estuvo menos
asociada a la configuración del paisaje forestal, aunque la irregularidad de formas tuvo un efecto
más destacado que el patrón de fragmentación. Los incendios tuvieron un efecto relativamente
débil pero negativo en la riqueza de aves forestales, particularmente para las especialistas.
Las dinámicas del bosque ocurridas a escala regional (maduración y expansión del bosque),
principalmente relacionadas con el abandono rural, se mostraron como favorables para la
expansión espacial de las aves forestales en las dos últimas décadas del siglo XX y parecen
haber contrarrestado los impactos potencialmente negativos de los incendios forestales en la
distribución de las especies. La colonización de las aves forestales especialistas en expansión se
relacionó indirectamente con las dinámicas del bosque ocurridas en localidades vecinas y no
tanto con los propios cambios en las zonas colonizadas, probablemente como resultado de
dinámicas fuente-sumidero y patrones de conectividad de los paisajes analizados.
La gestión forestal no parece haber afectado negativamente a los patrones de cambio de la
distribución de las aves forestales especialistas en expansión, sugiriéndose su papel clave para
mitigar los esperados grandes impactos del cambio global en los patrones de biodiversidad
forestal. Para fomentar la diversidad ornítica forestal, la gestión forestal a escala de paisaje
debería promover la disponibilidad de hábitat más que una determinada configuración espacial y
evitar la homogenización y densificación de los rodales que puede impedir la transición a
estados de desarrollo del bosque más avanzados y el establecimiento de una mayor variedad de
especies arbóreas. La gestión forestal requiere un enfoque a escala de paisaje para desarrollar
estrategias efectivas que promuevan la biodiversidad y la sostenibilidad de los ecosistemas
forestales y mitigar los efectos del cambio climático y socioeconómico, y debería integrarse con
otros tipos de planificación territorial y planes de conservación de la biodiversidad.
Los resultados obtenidos son valiosos para entender las relaciones entre la composición y
estructura del bosque y las comunidades de aves forestales y cómo las interacciones entre la
gestión y las dinámicas del paisaje forestal pueden influir en la distribución y dinámicas futuras
de las aves forestales. También es necesario realizar futuros estudios para ampliar la
metodología y generalidad de los resultados obtenidos, extendiendo los análisis a otros grupos
taxonómicos y escalas espaciales, así como para contribuir a predecir los patrones de
biodiversidad forestal en futuros escenarios de paisaje forestal y cambio global.
Forest birds play a functional key functional role in forest ecosystems and have been shown
to be related with forest features, management and their associated dynamics at different spatial
scales. Thus, determining quantitative responses of forest birds to environmental factors
occurring in forest systems and their patterns of change may help to understand how forest
management can contribute to the mitigation of global change impacts on forest biodiversity in
the Mediterranean.
This thesis aims at assessing the determinants of forest bird species richness, distribution
and dynamics at different spatial scales in Catalonia (NE Spain) in order to provide adequate
sustainable forest management guidelines. For this purposes, large biodiversity and forest
databases available in the region, such as the Second and Third Spanish National Forest
Inventory and the First and Second Catalan Breeding Bird Atlas, were analysed.
Results showed that forest bird species richness, particularly for specialist species, was
mainly favoured by the availability of forest patches presenting different degrees of forest
canopy cover (avoiding the dominance of closed or nearly closed tree canopies), and with
forests with advanced development stages and a mixture of tree species (mainly in the northwestern
and southern areas, respectively). Comparatively, forest bird species richness was less
related to forest landscape configuration, but shape irregularity appeared to have a more
prominent effect than pattern fragmentation. Forest fires had a relatively weak but negative
effect on species richness, particularly for specialists.
Forest dynamics occurring at the regional scale (forest maturation and expansion), mainly
related to rural land abandonment, appeared to favour the spatial expansion of bird species in
the two last decades of the 20th century and to have largely overridden the potential negative
effects of forest fires on forest bird species' distribution. Colonization events of expanding
specialist forest birds appeared to be indirectly related to forest dynamics occurring in
neighbouring localities rather than on colonized ones, probably as a result of source-sink
dynamics and connectivity constraints at the landscape scale.
Forest management did not appear to negatively affect the patterns of distribution change of
expanding specialist forest birds and is suggested to be a major opportunity to mitigate the
expected large impacts of global change on forest biodiversity patterns. Forest landscape
management can enhance the forest avian diversity by focusing on forest habitat availability
rather than on a particular spatial configuration and avoiding landscape homogenization and
stand densification that may impede the transition to more developed stages and the
establishment of a variety of forest species. Forest management requires from a landscape
perspective to develop effective strategies aimed at promoting biodiversity and ensure the
sustainability of forest ecosystem services and to mitigate the effects of climate and
socioeconomic changes, and should be integrated as well with other kinds of landscape
management and conservation biodiversity plans.
The results obtained are valuable for understanding the relationships between forest
composition and structure and avian communities and how interactions between management
and ongoing landscape dynamics can shape future forest bird distribution and dynamics. Further
research efforts are needed to broaden the methodological approach and generality of the results
by extending the analyses to a broader set of taxonomical groups and spatial scales, as well as to
contribute to forecast future biodiversity dynamics under different forest and global change
scenarios.

Geólogo
Los incendios forestales destruyen miles de hectáreas de bosques cada año alrededor del mundo, especialmente durante los meses de verano, y Chile no es la excepción. Durante los meses de verano del año 2017, Chile sufrió una de las mayores catástrofes incendiarias de su historia, en las que se consumieron más de 500 mil hectáreas de bosque a lo largo del país, siendo la VI región del Libertador Bernardo O´Higgins una de las más damnificadas. La literatura indica que a causa de las altas temperaturas alcanzadas es que los suelos pueden llegar a sufrir importantes cambios químicos, físicos, geológicos y geotécnicos. De acuerdo a lo anterior es que este estudio busca caracterizar las modificaciones geológicas de los suelos de la zona Nilahue-Pichilemu por el paso del mega incendio en el verano de 2017. Diferencias en los niveles de destrucción en el área denotan desigualdades de temperatura y tiempo de exposición mientras se desarrollaba el incendio. Por lo anterior, la metodología empleada dividió el área quemada en cuatro zonas de trabajo separadas entre sí según el grado de daño, o severidad, que sufrió la vegetación por el fuego (alto, medio, bajo y zona no quemada). Las zonas donde el fuego fue de intensidad alta y media experimentaron modificaciones mineralógicas, siendo en algunos casos muy pronunciadas. Dentro de los cambios resalta la aparición de propiedades magnéticas y cambios de tonalidades en el suelo superficial que estuvo en contacto directo con el fuego. Los resultados muestran que el magnetismo aumenta en la zona donde el fuego tuvo severidad alta. La coloración por su parte cambió de tonos marrones a negros/grises y rojizos en la zona de mayor severidad. Los suelos de la zona, principalmente suelos residuales de rocas intrusivas graníticas contienen goethita, la cual se transforma en maghemita a alta temperatura. Este cambio sería el responsable de la variación en coloración y magnetismo de las muestras analizadas. A pesar de las temperaturas y nivel de destrucción alcanzados en este incendio, solo fue posible detectar cambios geológicos macroscópicos a nivel superficial en los suelos quemados y es necesario realizar estudios más acabados para ver si existen modificaciones microscópicas en dichos suelos.

This thesis explores representation in landscape architecture as a means of integrating wildfires as a disturbance in landscape planning and management. The case study of the Sierra de Collserola in the Barcelona Metropolitan Area is developed, as a Mediterranean metropolis referent where to test representation, planning and management methodology. Wildfires are the main natural disturbance that affects the Mediterranean area and it is expected to worsen in the global climate change scenario. The fire regime has changed, mainly due to climate and human activity. The international community specialized in wildfire management recognizes the inability to solve and treat the problem strictly from the field of emergencies. The classic prevention model is being questioned, since it is not an issue of extinction capacity or economic resources destined to extinction, but an issue of landscape’s ability to integrate and modulate disturbances. The perception and interpretation we make of wildfires and disturbances is sociocultural, but in turn, disruptive, and this fact influences political and scientific positions that are not exempt from these assessments. For this reason, the thesis proposes to inquire into the concept of disruptive change by expanding the limits of the disturbance concept to reveal the implicit contradictions between the consideration of disturbances as a risk of loss of value as well as of disturbance as a landscape dynamic, reviewing the meaning of landscape value and its dynamic character. The concept of loss of value, associated with disturbances, is analyzed, avoiding judgments and entering into the dialectic of change, to resignify loss and disturbance through the characterization of the operation of the disturbance: intensity, frequency or regime, as well as the landscape’s own capacities that are activated by the disturbance, such as resistance, resilience or transformability, proposing its integration into landscape planning and management through representation. The case study develops a methodology for the integration of disturbances in planning and management in a specific territory such as the Sierra de Collserola through representation, anticipating the scenario of great wildfire and proposing the inclusion of disruptive change through management as a designed disturbance, and of wildfires through fire regime management. The representation explores the operability of the disturbance from the instrumental and the affective perspective to resignify the concept of disturbance and join a necessarily transdisciplinary reflection on the socialization of value and risk.
Esta tesis explora la representación en la arquitectura del paisaje como medio para integrar los incendios forestales como perturbación en la planificación y gestión del paisaje. Se desarrolla el caso de estudio de la Sierra de Collserola del Área Metropolitana de Barcelona, como referente de metrópolis Mediterránea donde ensayar la representación y la metodología de planificación y gestión. Los incendios forestales son la principal perturbación natural que afecta el área Mediterránea y que se prevé empeorar en el escenario de cambio climático global. El régimen de incendios ha cambiado debido, principalmente al clima y a la actividad humana. La comunidad internacional especializada en gestión de incendios forestales reconoce la incapacidad de resolver y tratar el problema estrictamente desde el campo de las emergencias. El modelo de prevención clásica está siendo cuestionado, ya que no es un tema de capacidad de extinción o recursos económicos destinados a la extinción, es un tema de capacidad del paisaje de integrar y modular las perturbaciones. La percepción e interpretación que hacemos sobre los incendios y las perturbaciones es sociocultural, pero a su vez, disruptiva, e influye en los posicionamientos políticos y científicos que no quedan exentos de estas valoraciones. Por este motivo, la tesis propone profundizar en el concepto de cambio disruptivo expandiendo los límites de la perturbación para revelar las contradicciones implícitas entre la consideración de perturbación como riesgo de pérdida de valor y la de perturbación como dinámica propia del paisaje, revisando el significado del valor de paisaje y su carácter dinámico. El concepto de pérdida de valor, asociado a las perturbaciones, es analizado, evitando juicios y entrando en la dialéctica del cambio, para resignificar la pérdida y la perturbación a través de la caracterización de la operatividad de la perturbación: intensidad, frecuencia o régimen, así como las capacidades propias del paisaje que se activan con la perturbación, como la resistencia, la resiliencia o la transformabilidad planteando su integración en la planificación y gestión del paisaje mediante la representación. El caso de estudio desarrolla una metodología para la integración de las perturbaciones en la planificación y gestión en un territorio específico como la Sierra de Collserola a través de la representación, anticipando el escenario Gran Incendio Forestal (GIF) y proponiendo la inclusión del cambio disruptivo a través de la gestión como una perturbación diseñada, y de los incendios forestales a través de la gestión del régimen de incendios. La representación explora la operatividad de la perturbación desde lo instrumental y lo afectivo para resignificar el concepto de perturbación y unirse a una reflexión necesariamente transdisciplinaria sobre la socialización del valor y el riesgo.

Wildfires are natural perturbations that affect the structure of the landscape and biodiversity. In the Mediterranean basin, wildfires occur especially in hot seasons. However, in recent years the number of fires with the size of them has been increasing, associated with human intervention. In this thesis, I analyse how the gradient of regional aridity in Catalonia affects the recovery of vegetation, the richness of bird species and shrubland warbler abundance. The relative role of two hypotheses on the abundance of rodents in the first moments after a wildfire is evaluated. These opposite hypotheses make reference to the ability of rodents to resist the fire into refuges or, on the other hand, to colonize burnt areas from the unburnt area. Finally, I study how the postfire and the management of burnt wood can affect the recolonization of rodents
Els incendis forestals són alteracions naturals que afecten l'estructura del paisatge i la biodiversitat. A la conca mediterrània, els incendis forestals es donen especialment en les estacions caloroses. Tanmateix, en els darrers anys tant el nombre d’incendis con la mida dels mateixos ha anat en augment, associat amb la intervenció humana. En aquesta tesi s’analitza com el gradient d'aridesa regional de Catalunya afecta a la recuperació de la vegetació, la riquesa d'espècies d'aus i l’abundància de tallarols de matollar. S’avalua el paper relatiu de dues hipòtesis sobre l'abundància de rosegadors en els primers moments després d'un incendi forestal. Aquestes hipòtesis contraposades fan referència a la capacitat dels rosegadors a resistir el pas del foc en refugis o, per altre banda, a la colonitzar des de l'àrea no cremada. Finalment, s’avalua com la tala postincendi i la gestió de la fusta cremada poden afectar la recolonització de rosegadors

Desde hace años los incendios forestales son una amenaza para la calidad de vida en nuestro planeta, dado que la cantidad y magnitud de los mismos se ha incrementado de forma alarmante.
Actualmente, existe un intenso trabajo para la lucha contra estos incendios y la disminución rápida y efectiva de su avance, de sus consecuencias y de sus peligros.
La predicción del comportamiento del fuego en incendios forestales es un tema que se está desarrollando hace tiempo en este marco.
Desde la informática, se han desarrollado diversos simuladores del comportamiento del fuego en incendios forestales [3] [4] [5] [14] [17]. Estos simuladores calculan el avance del fuego, dependiendo de su estado inicial y de las características del lugar donde dicho incendio se desarrolla. Esto es, características de la topografía, vegetación [2], humedad del combustible, humedad relativa del ambiente, estado del viento, etc.
Estos simuladores son utilizados para predecir el avance del fuego en un lugar y momento específicos. En este marco, una predicci ón es realmente útil si es de buena calidad (se corresponde con la real propagaci on del fuego) y si la respuesta est a dentro de un llímite de tiempo acotado. Por lo tanto, necesitamos simulaciones con alta calidad de respuesta, que realmente realmente reflejen el real avance del fuego, y respuestas que se obtengan velozmente, minimizando el tiempo de la misma. Estos dos factores son necesarios y determinan caracter ísticas importantes de nuestro trabajo
Un problema frecuentemente encontrado en la utilización de estas herramientas informáticas para predecir el comportamiento del fuego es la cantidad y complejidad de los datos de entrada. Normalmente, este tipo de simuladores necesita numerosos datos de entrada, que describan de forma correcta el entorno donde se desarrolla el fuego. Topografía, meteorología y vegetación del entorno del fuego deben estar descriptos de forma adecuada en el nivel de abstracción y detalle que el simulador utilizado requiera.
En la realidad, es muy difícil disponer de una correcta descripción de todas estas variables (y sus interacciones). Esta dificultad radica principalmente en: naturaleza dinámica de algunos factores (que varían y siguen su propio patrón de comportamiento), parámetros que no pueden ser medidos directamente (por lo que se utilizan estimaciones de los mismos), parámetros que no pueden ser medidos en todos los puntos (utilizándose interpolaciones), mapas (topográficos, vegetación, etc.), los cuales pueden estar desactualizados, o utilizar discretizaciones que representan de forma incorrecta las características que están representando, etc.
Es necesario disponer una correcta descripción del entorno del fuego, dado que predicciones con datos de entrada que no sean correctos, no serán útiles, pues predecirán un fuego en un entorno que no es el real.
En este trabajo de investigación se ha propuesto un framework donde se tiene como objetivo mejorar la calidad de los datos de entrada del simulador utilizado. Además, se pone gran esfuerzo en minimizar los tiempos de respuesta. En este trabajo se utiliza el simulador fireLib [5], un simulador que implementa el modelo de propagación de fuego desarrollado por Rothermel [20] [21].
Para mejorar la calidad de los datos de entrada, se realiza un procesamiento sobre el espacio de búsqueda que es el resultado de considerar todas las posibles combinaciones de los parámetros de entrada en sus rangos de variación. Esto da como resultado un espacio de búsqueda muy grande. Con el objetivo de evitar que esta búsqueda penalice el tiempo de respuesta, se utiliza un algoritmo genético [16] [19] guiado dinámicamente por los datos: Dynamic Data Driven Genetic Algorithm [7] [8] [9].
Se ha desarrollado este framework que consta de dos etapas [1] [6]: etapa de ajuste y etapa de predicción. Durante la etapa de ajuste, se buscará la mejor combinación de los datos de entrada para el incendio que se desea predecir. Un individuo del Algoritmo Genético, es una combinación determinada de valores para los parámetros de entrada del simulador utilizado. El objetivo de la etapa de ajuste es encontrar el mejor individuo, el que minimice el error en la simulación del avance del fuego.
Para esto, se consideran tres instantes de tiempo en el avance del fuego: ti, ti+1 y ti+2. Los primeros dos instantes, se utilizarán durante la etapa de ajuste para buscar valores correctos de los parámetros de entrada. A su vez, la predicciá para el ultimo
on efectiva se realizar´´instante de tiempo (ti+2).
De esta forma, se simula el avance del fuego desde el instante ti hasta el instante ti+1. El resultado de la simulación es comparada con el avance del fuego real para ese mismo instante de tiempo. El resultado de esta comparación sirve como feedback para mejorar la elección de los valores de entrada. El resultado de la etapa de ajuste es un unico individuo,
él que ha mostrado la simulación de mayor calidad. Luego, este individuo es utilizado como entrada para la etapa de predicción, la cual recibe el mapa del incendio en el instante ti+1 para predecir el avance del fuego hasta el instante de tiempo ti+2.
De esta forma, durante la etapa de predicción se está buscando un conjunto de parámetros de entrada que representen de forma correcta el entorno del fuego que se desea predecir. Estos valores que logran buenas simulaciones (por lo tanto, buena descripción del entorno del fuego), son utilizados en la etapa posterior para obtener la predicción. Esta forma de trabajo, se basa en la hipótesis de que las características del entorno se mantengan durante las etapas que dicho proceso involucra (etapas de ajuste y predicción).
De esta forma, el algoritmo genético recorre el espacio de búsqueda y descubre buenos valores para los parámetros de entrada en base a la comparación con el mapa del avance real del fuego. Esta forma de trabajo, permite mejoras en el algoritmo genético y estas mejoras son las principales aportaciones de este trabajo.
Se proponen y desarrollan dos métodos para guiar el algoritmo genético. Ambos se basan en conocimiento aportado por el análisis del mapa del fuego real. De esta forma, el avance real del fuego desde el instante ti hasta el instante ti+1, aporta características que permiten definir datos útiles del entorno, los cuales se inyectan de forma dinámica durante el algoritmo genético para guiar la búsqueda hacia zonas con valores correctos para los parámetros de entrada.
Aunque muchos factores influyen en el comportamiento del fuego, es sabido que la pendiente del terreno y el viento son factores determinantes en la forma y la velocidad de avance del fuego.
En nuestra aplicación, se considera que las características del terreno son conocidas (pendiente y orientación de la misma, parámetros estáticos en el tiempo).
Mediante el análisis del avance del fuego real desde el instante de tiempo ti hasta el instante ti+1 se obtienen sus principales características, y gracias a la composición de esta información con los datos de la pendiente, se puede determinar cuáles son las condiciones necesarias del viento para lograr un avance similar al real observado. Entonces, en vez de que la combinación del viento y pendiente determinen el avance del fuego, en nuestro caso, conociendo el avance del fuego y la pendiente, determinamos los valores del viento necesarios para que haya ocurrido el avance del fuego observado.
De esta forma, se inyecta este conocimiento para mejorar la calidad en los datos de entrada y converger de manera más rápida hacia buenos resultados. Teniendo en cuenta que el viento es un factor dinámico, que tiene su propio patrón de comportamiento (el cual es muy difícil de predecir en el entorno de un incendio), se está inyectando valores para el mismo obtenidos a partir de la propagación real del fuego.
El framework desarrollado constó de una primera implementación secuencial y de otra paralela, la cual permite aprovechar los recursos de hardware paralelos disponibles en la actualidad.
Además, se han desarrollado dos métodos para guiar dinámicamente el algoritmo genético [10] [11] [12] [13]: método computacional y método analítico. El método computacional es totalmente independiente del simulador subyacente y del framework en sí. Utiliza una base de datos con información de distintos incendios para encontrar los valores necesarios. A su vez, el método analítico fue desarrollado como método de validación del primero, y se basa en los cálculos hechos por el simulador, por lo tanto, totalmente dependiente del mismo.
La implementación en paralelo del algoritmo fue realizada utilizando el paradigma master/worker [15] [18], donde el total de los individuos de cada población es distribuida entre los distintos workers. El trabajo se ha distribuido de forma tal que cada worker realiza la simulación y la comparación con el mapa real con un grupo de individuos de la población. De esta forma se han distribuido las poblaciones de individuos, donde la aplicación muestra más requerimiento de tiempo de CPU. Distribuyendo los individuos en grupos, se logra balance de carga y disminuir la comunicación, aumentando la granulaidad de la aplicación.
Se han desarrollado distintas pruebas con mapas sintéticos (esto es, avances de fuegos simulados) como así también con mapas reales. Los resultados obtenidos son satisfactorios, guiar la búsqueda del algoritmo genético ha logrado aumentar la calidad de las simulaciones, por lo tanto de las predicciones. Los resultados del método computacional fueron corroborados por correlación con los resultados del método analítico.
Además, el algoritmo paralelo permite utilizar poblaciones de mayor dimensión, lo que mostró mejorar los resultados sin penalizar el tiempo de respuesta. También, la disminución del error en las simulaciones en este método que incluye una primer etapa de ajuste mostró ser mucho más efectiva (más calidad de predicción) que cuando no se hace este preprocesamiento con los parámetros de entrada. Se ha logrado mejorar las predicciones, sin mejorar el simulador, sino, mejorando la calidad en los parámetros utilizados. El método propuesto se ha implementado de forma tal que el simulador se vea como una "caja negra", la cual se puede cambiar y el método sería aún útil (con los cambios necesarios en formato de entradas y salidas).
Forest fires are part of natural balance in our planet. Natural fires are provoked by natural factors combination: dry seasons, favorable fuel moistures, electrical storms, volcanoes, earth¬quakes, etc. Natural forest fires can devastate overall forests as well as productive forest areas, farms, etc.
Nowadays, human is arduously working on this problem in order to avoid and to reduce forest fires damages. As results of this effort there exist different kind of studies, strategies and tools used to prevent fires, to define risk areas and to reduce the fire effects when a disaster occurs.
Forest fire control and manage are complex tasks, due to forest fires are related with weather, topography, human population, fire aspects, etc., having all of them its own behavior pattern. Furthermore, there exist several behavior interactions between them, that determine additional behavior characteristics, resulting in very complex fire behavior pattern.
This problem is nowadays studied by di_erent areas. Technology is not an exception, and informatics tools are continuously developed.
One of the most important computer tool for forest fires are forest fire behavior simulators. These kind of simulators determine the advance of the fire line, taking into account beginning fire state, topography conditions, weather aspects, fuel characteristics, etc [3], [4], [5] [14] [17]
[20] [21].
Furthermore, this kind of problem has the additional requirement that time constraints add. A forest fire prediction is really useful when it is available before the real fire propagation occurs and when prediction really describes real fire progress. In order to be reliable, it is necessary high quality predictions, it means, predicted fire progress must be as similar to the real fire as possible.
During this work, we are going to use the forest fire simulator called fireLib [5] holding it in a framework that attempts to improve input parameter accuracy in order to increase prediction quality.
Usually, a prediction is made using a forest fire simulator which receives several inputs (fire environment description) and it returns the state of the fire for a later instant of time. Input parameters usually include: initial fire front state, topography, vegetation [2], wind, fuel hu¬midities, and additionally, relative moisture, cover crown, cover clouds, etc. All these input parameters depend on the forest fire simulator used.
Thus, having initial fire line and environmental characteristics, simulator uses some fire prop¬agation model in order to simulate fire behavior. Taking into account this classical prediction method, we can see that it is a straight, simply method and it has the advantage of performing just one simulation (what means low processor time requirements). But these advantages are in a sense the main weak point of the method: final prediction quality depends on the suitability of the unique simulation (that means, using a unique input parameters set).
As we had mentioned during previous paragraphs, the accuracy of the input parameters are really open to debate due to having its actual values is not easy, some times it is impossible. Consequently, we are going to present a method where a search of better parameter values is performed in order to reduce input data uncertainty [1].
This method consists of two stages: a new stage was added before the prediction step. This new stage is called Calibration stage, and it allows us to find a set of input parameter values that achieve a good simulation from instant ti to instant ti+1. Then, we can use this good set of input parameters to predict fire behavior during the next instant of time (ti+2).
Once a combination of values for the input parameters is founded, we consider that the environmental characteristics that are good described by these values at instant ti+1 will re¬main useful for the subsequent instant of time (from ti+1 to ti+2). Then we use these values for obtaining the predicted map for instant ti+2. This scheme is based on the premise that environmental features will be maintained during involved time steps.
In addition, each of these input parameters have its own valid range where they can vary, and in fact, these ranges may be di_erent: they vary depending on the characteristic that it represents. Thus, the amount of di_erent combinations of these parameter values leaves us a very big search space. In order to avoid that this Calibration Stage becomes a bottle neck, we had developed a Dynamic Data Driven Genetic Algorithm [16] [19]. Strategies adopted through this application result in an e_cient search solution.
Our Dynamic Data Driven Genetic Algorithm dynamically incorporates new data (from storage device or on line captured) promising more accuracy data analysis, more accurate pre¬dictions, more precise controls and more reliable outcomes [8] [9] [7]. Taking into account that two stages method needs the information of the real fire spread from instant ti to ti + 1, useful information will be obtained from the analysis of this real fire progress. This information will be used for steering searching process through genetic algorithm, in order to improve the values of the parameters.
Our genetic algorithm intents to minimize our error function (individual fitness): error value determines the di_erences between real fire line and simulated fire line. Due to simulator imple¬ments a cellular automata model, all involved maps are a grid of cells, then, the error function is based on a cell by cell comparison (of real and simulated maps).
When either slope nor wind are strong enough, fire grows forming a circular shape. But when wind or slope are presented (both or one of them), they influence fire growth in a de¬terminant way. Shape, velocity, direction, intensity, all of these fire features are influenced by wind and slope factors. Wind velocity and direction, slope inclination and aspect combination are crucial in fire spread behavior.
Thus, knowing wind and slope decisive influences and knowing the real fire shape (by the analysis of real fire at instant ti+1 disposed in calibration stage), we can combine this informa¬tion in order to incorporate additional data that will be useful in order to improve fire spread simulations. This information will be used as feedback information in order to improve simula¬tion accuracy.
Actually, slope and real propagation are known. This information is used to calculate wind speed and wind direction needed to generate the observed fire propagation in presence of the current slope features. Once wind main characteristics are calculated they will be used through two methods for dynamically steering our genetic algorithm: Computational and Analytical Methods. In particular, Analytical Method was developed in order to validate Computational Method operation.
Computational Method uses di_erent forest fires information (including fire environment) in order to discover wind main features. Forest fires data can come from historical real fires, prescribed burnings, or synthetic simulated fires (using a forest fire simulator). Forest fire main characteristics are stored through a data base.
Data base information must be as complete as possible, in order to reflect the most amount of fire cases that can happen in the real world. In this data base several fire spreads are stored and we look for a fire progress similar to the real fire line observed for instant ti+1 in presence of similar or equal slope characteristics.
Historical real fires information could be used in order to construct our application data base. Unfortunately, detailed real fires information was not available for us since we were deal¬ing with prescribe and synthetic fires. In order to generate a suitable data base the forest fire simulator fireLib was used for obtaining a high number of detailed burning cases.
Computational Method is based on following process: real forest fire progress is analyzed at time ti+1, thus, fire progress direction, velocity and distance are obtained. Then, all real forest fire characteristics are used in order to find the most similar fire into the data base. When most similar fire is founded, wind direction and velocity are injected during genetic algorithm operation.
Specifically, these wind values will be used to define a subrange through the whole parameter valid range and, when mutation operator takes place, wind values will be assigned using a ran¬dom value limited by the new subrange (taking into account data base cases incompleteness).
Analytical Method was created in order to evaluate the proper operation of Computational Method. This method is based on an exhaustive study of Rothermel model and fireLib sim¬ulator ([21] and [5]). This method is based on some calculus performed by the simulator in order to obtain fire direction and velocity, by the combination of wind, slope and environmental factors. Once the model and simulator was studied and understood, we use the steps performed by the simulator but in a suitable order, for obtaining wind characteristics from slope and real fire characteristics combination.
When Analytical Method is applied, each simulation is performed using an individual (sce¬nario) and ideal wind values are calculated and stored together with such individual. Then, these values are assigned as individual wind velocity and direction when elitism or mutation operations take place during Dynamic Data Driven genetic algorithm execution.
In practice, we expect that this method will be more precise than Computational Method but, by contrast, it is severely coupled to the underlying simulator (being this fact an important method drawback).
Taking into account application response time limits, non simulation dependences and simu¬lations time requirements, proposed application was developed using the parallel paradigm [15] [18], dividing simulation processes and error calculus between di_erent parallel tasks.
Master process performs genetic algorithm operations and distributes population individu¬als between worker processes. Every time a worker process receives a group of individuals, it performs the simulation and calculates the error function with each individual.
In order to avoid that application communication pattern became a bottle neck, individuals are distributed by groups (chunks) instead of individual transmissions. When a worker final¬izes the evaluation of a specific chunk, this worker process returns the evaluated chunk to the master process. Then, master process sends another non evaluated chunk to it until all chunks are evaluated.
During this work, two main objectives were considered: prediction quality improvement (what means prediction error reduction) and reduction of prediction process time requirements.
Several times, these two aspects have mutual dependencies: suitable simulation accuracy can be achieved if enough time is available for prediction process. On the other hand, if prediction results are required in a short term of time, this feature can attempt on prediction quality.
During this work, experimental results were analyzed and best application characteristics were studied. We could see that 2 stages prediction method achieve best results when they are compared with classical prediction. Performing a pre-search of input parameters values achieve an important error reduction due to the use of suitable input parameters values.
Steering methods, Computational Method as well as Analytical Method, in most of the cases, reduce simulation errors, achieving more precise simulations during calibration stage, and consequently, more precise predictions [10] [11] [13]. These Methods reduce total execution time, on account of the acceleration of searching convergence. Using real fire progress knowledge, genetic algorithm is fast guided to promising individual search space zones [10] [11] [13].
In order to obtain real fire progress characteristics, additional methods were developed. These methods had showed good performance when they where used for di_erent kind of maps: linear maps, elliptical maps, real cases, synthetic cases, di_erent sizes of cells, etc.
Parallel application proposed was tested in order to evaluate its scalability. Master and worker process times had decreased when number of computing elements had increased. "On demand" dealing of work, communication reduction (because of chunks communication), etc. achieve a good performance application [12].
For most of the performed tests similar behavior could be seen: Computational Method convergences more quickly to good individual zones. Then, fewer iterations can be executed and steering methods finds good results. Thus, execution time of two stages prediction method can be reduced as well.
Referencias/References
[1] Abdalhaq B., "A Methodology to Enhance the Prediction of Forest Fire Propagation." PhD Thesis. Universitat Autònoma de Barcelona (Spain). June 2004.
[2] Anderson H., "Aids to Determining Fuel Models For Estimating Fire Behavior." Intermountain Forest and Range Experiment Station Ogden, UT 84401. General Technical Report INT.122. April 1982.
[3] Andrews P., "BEHAVE: Fire Behavior prediction and modeling systems -Burn subsystem." part 1. General Technical Report INT-194. Odgen, UT, US Department of Agriculture, Forest Service, Intermountain Research Station. pp. 130. 1986.
[4] Andrews, P. "BehavePlus fire modeling system: past, present, and future.". Proceedings of 7th Symposium on Fire and Forest Meteorological Society, 23-25 Octubre de 2007, Bar Harbor, Maine, Boston. http://ams.confex.com/ams/pdfpapers/126669.pdf. Acceded on October 2008.
[5] Bevins C., "FireLib User Manual & Technical Reference". http://www.fire.org/downloads/fireLib/1.0.4/firelib.pdf. Acceded on January 2006.
[6] Bianchini G., "Wildland Fire Prediction based on Statistical Analysis of Multiple Solutions." PhD Thesis. Universitat Aut-onoma de Barcelona (Spain). July 2006.
[7] Coen J., Beezley J., Bennethum L., Douglas C., Kim M., Kremens R., Mandel J., Qin G. and Vodacek A. "Wildland Fire Dynamic Data-Driven Application System." Center for Computational Mathematics Reports, University of Colorado at Denver and Health Sciences Center. November 2006. UCDHSC/CCM Report number 238.
[8] Darema, F. "Dynamic Data Driven Applications Systems: A New Paradigm for Application Simulations and Measurements." ICCS 2004, LNCS 3038, Springer Berlin / Heidelberg, pp. 662-669.
[9] Douglas C., "Dynamic Data Driven Application Systems homepage." http://www.dddas.org. Acceded on November 2007.
[10] Denham M., Cortés A., Margalef T., Luque E., "Algoritmos Genéticos Guiados Para Predicción de Incendios Forestales". Actas del XVIII Jornadas de Paralelismo JP'07. Zaragoza (Spain), 2007. Vol II, pp. 733-741.
[11] Denham M., Cortés A, Margalef T. and Luque E. "Applying a Dynamic Data Driven Genetic Algorithm to Improve Forest Fire Spread Prediction". International Conference on Computational Science (ICCS) 2008, Cracovia, Polonia. Computational Science -ICCS 2008. LNCS Volume 5103, Springer Berlin Heidelberg. Pp: 36-45.
[12] Denham M., Cortés A, Margalef T. "Parallel Dynamic Data Driven Genetic Algorithm for Forest Fire Prediction." 16th European PVM/MPI Users' Group Meeting. Espoo, Finlandia, Septiembre del 2009. LNCS Volume 5759, Springer Berlin Heidelberg. Pp: 323-324.
[13] Denham M., Cortés A., Margalef T. "Computational Steering Strategy to Calibrate Input Variables in a Dynamic Data Driven Genetic Algorithm for Forest Fire Spread Prediction". International Conference on Computational Science (ICCS) 2009, USA. LNCS Volume 5545, Springer Berlin Heidelberg. Págs: 479-488.
[14] Finney M. "FARSITE: Fire Area Simulator-model development and evaluation. " Res. Pap. RMRS-RP-4, Ogden, UT: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, 1998.
[15] Foster I., "Designing and Building Parallel Programs." (Online) Addison-Wesley ISBN 0201575949, chapter 8 Message Passing Interface. Disponible en http://wwwunix.mcs.anl.gov/dbpp/text/node94.html (1995)
[16] Koza J. "Genetic Programming. On the programming of computers by means of natural selection". Massachusetts Institute of Technology. Cambridge, Massachusetts 02142. The MIT Press, 1992.
[17] Lopes A., Cruz M. y Viegas D. "FireStation -An integrated software system for the numerical simulation of fire spread on complex topography." Environmental Modelling and Software 17(3): 269-285 (2002)
[18] "MPI: The Message Passing Interface Standard." http://www-unix.mcs.anl.gov/mpi/
[19] Michalewicz, Z. "Genetic algorithms + data structures = Evolution Programs." ISBN 9783540606765, Springer 1996.
[20] Rothermel R., "A mathematical model for predicting fire spread in wildland fuels". USDA FS, Ogden TU, Res. Pap. INT-115, 1972.
[21] Rothermel R. C. "How to Predict the Spread and Intensity of Forest and Range Fires". Gen. Tech. Rep. INT-143. Ogden, UT: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Intermountain Forest and Range Experiment Station, 1983. pp. 1-5.

Todas las actividades humanas, el metabolismo de la materia animal y los fenómenos naturales que se producen en la superficie o en el interior de la tierra van acompañados de emisiones de gases, vapores, polvos y aerosoles. De todas estas fuentes de emisión la que se analiza en este trabajo de investigación es la incidencia que los incendios forestales tienen sobre la calidad del aire. El objetivo principal es el seguimiento de la contaminación atmosférica durante los incendios forestales de más de 100 hectáreas ocurridos en la provincia de Castellón en el periodo 2007‐2012. Vista desde dos vertientes, la primera el estudio de la evolución de los incendios en la provincia de Castellón a través del análisis de indicadores de prevención y extinción, y así conocer la evolución de las tendencias de los incendios y realizar un mapa de riesgos estadísticos. La segunda desde el estudio del impacto de los incendios forestales en la calidad del aire conociendo por un lado la evolución de los diferentes contaminantes atmosféricos en los periodos que se producen los incendios, y por otro conociendo los factores que determinan la influencia de los incendios forestales sobre la calidad del aire para posibles alertas de salud a la población. Se extrae del estudio de los indicadores de prevención y extinción que el número de incendios desciende en el periodo estudiado hecho relacionado con la aplicación de nuevas normas de prevención por parte del estado y de las Comunidades Autónomas. Las superficies afectadas fluctúan considerablemente entre años independientemente del número de siniestros producidos. Respecto a las causas de los incendios forestales en la Provincia de Castellón, los rayos es la problemática principal en el periodo considerado. Casi la mitad de los siniestros se debieron a esta causa natural. Prácticamente el 30% de los siniestros se produjeron por negligencias, siendo ésta la segunda causa de incendios, y casi un 20% fueron intencionados. La distinción dentro de la superficie forestal entre la superficie arbolada y la vegetación leñosa no arbolada es necesaria, pues aunque más de la mitad de la superficie afectada por los incendios en el periodo estudiado corresponde a vegetación no arbolada, son las masas arboladas las que están directamente relacionadas con la ocurrencia de grandes incendios. Los indicadores analizados en el presente estudio se consideran adecuados para la coordinación provincial y la asignación de medios de apoyo por parte de la Administración Autonómica. Además se entiende que su interpretación resulta de gran utilidad para la elaboración de planes de actuación. Sin embargo, información complementaria relativa a dotaciones de medios y presupuestos empleados completaría enormemente los análisis realizados, por lo que se propone como una futura línea de trabajo. Del estudio de la incidencia de la calidad del aire se extrae que se cumplen los límites establecidos en todas las estaciones de control y para todos los contaminantes. Por lo que en estos casos no se observan niveles de contaminación preocupantes en cuanto a salud pública. Si bien, si que hay que considerar, a partir de los resultados obtenidos, que los incendios han variado la evolución esperada de los niveles de concentración de los diferentes contaminantes atmosféricos. Considerando los factores que inciden sobre la calidad del aire durante los incendios forestales se ha constatado que: Incendios de menos de 1000has la incidencia es poco notable en zonas con viento a favor; incendios de más de 1000has y menos de 7000has, la incidencia es más notable incluso en zonas a sotavento, especialmente en el caso del contaminante partículas; incendios de grandes dimensiones, más de 7000has, la incidencia es generalizada en todas las direcciones, se ven afectadas incluso estaciones de control remotas; cuando el porcentaje de arbolado quemado es mayor, aún siendo el incendio de poca dimensión, la incidencia es notable también en zonas de sotavento, por lo que a mayor porcentaje de arbolado mayor es la incidencia sobre la calidad del aire.

La conca Mediterrània, presenta una vegetació adaptada a l'estacionalitat climàtica i a pertorbacions recurrents com el foc i l'herbivorismo. El recent canvi global, fenomen que inclou el canvi climàtic i els canvis en els usos de terra, han afavorit en la presència i intensitat dels incendis forestals. Durant les últimes dècades s'ha intentat promoure el pasturatge en els sotaboscos mediterranis com una estratègia per disminuir el risc d'incendis, en general amb resultats satisfactoris. No obstant això, la ramaderia extensiva és un sector en clar declivi, pel que és necessari assajar amb altres espècies ramaderes. En el primer capítol tracta d'un estudi realitzat amb bestiar boví (Bos taurus), de raça Bruna dels Pirineus, on es va avaluar l'efecte d'una càrrega ramadera elevada, sense suplementació i durant un període curt de temps. Els resultats van mostrar que el bestiar va adaptar els seus hàbits alimentaris a una dieta més llenyosa que inclou tàxons potencialment inflamables, però amb alguns efectes perjudicials sobre l'estat de salut dels animals. Concloent-se que el bestiar boví requereix alimentació suplementària per controlar la vegetació llenyosa durant llargs períodes de temps. El segon capítol aborda el paper que poden jugar les cabres assilvestrades (Capra hircus) en el manteniment de franges tallafoc. Els resultats van mostrar que les àrees tallafoc exerceixen de per si un efecte atraient pel que fa a el bosc adjacent i que les cabres aconsegueixen reduir la biomassa herbàcia. Aquest efecte es va potenciar amb la implementació d'atraients (aigua i sal), aconseguint reduir el fitovolumen de moltes espècies llenyoses sense afectar la biodiversitat a curt o mitjà termini. Es va concloure que una gestió estratègica dels animals assilvestrats, dirigida a àrees tallafocs, podria contribuir no només a reduir el risc d'incendis sinó també a distribuir aquests animals cap als boscos, evitant així la seva dispersió cap a llocs conflictius com carreteres, residències, camps agrícoles i jardins. En el tercer capítol es va comparar la tècnica microhistológica (CMA) i la molecular amb electroforesi capil·lar (PCR-CE). Totes dues tècniques aplicades a la composició de la dieta de vaques i cabres assilvestrades. Els resultats van mostrar que les dues tècniques van detectar un nombre similar de components vegetals en la femta de tots dos animals. Es va concloure que la PCR-CE és un mètode ràpid per detectar els diferents components vegetals en la femta d'herbívors. No obstant això, no pot considerar-se com una alternativa a l'CMA, sinó com un mètode complementari, ja que les dues tècniques poden detectar alguns tàxons que no són detectats per l'altra tècnica. A més, el CMA permet detectar la presència dels diferents tàxons, i alhora, permet obtenir dades quantitatives de la composició de la dieta vegetal.
La cuenca Mediterránea, presenta una vegetación adaptada a la estacionalidad climática y a perturbaciones recurrentes como el fuego y el herbivorismo. El reciente cambio global, fenómeno que incluye el cambio climático y los cambios en los usos del suelo, han favorecido en la presencia e intensidad de los incendios forestales. Durante las últimas décadas se ha intentado promover el pastoreo en los sotobosques mediterráneos como una estrategia para disminuir el riesgo de incendios, en general con resultados satisfactorios. Sin embargo, la ganadería extensiva es un sector en claro declive, por lo que es necesario ensayar con otras especies ganaderas. En el primer capítulo trata de un estudio realizado con ganado bovino (Bos taurus), de raza Bruna dels Pirineus, donde se evaluó el efecto de una carga ganadera elevada, sin suplementación y durante un periodo corto de tiempo. Los resultados mostraron que el ganado adaptó sus hábitos alimenticios a una dieta más leñosa que incluye taxones potencialmente inflamables, pero con algunos efectos perjudiciales sobre el estado de salud de los animales. Concluyéndose que el ganado bovino requiere alimentación suplementaria para controlar la vegetación leñosa durante largos períodos de tiempo. El segundo capítulo aborda el papel que pueden jugar las cabras asilvestradas (Capra hircus) en el mantenimiento de franjas cortafuego. Los resultados mostraron que las áreas cortafuego ejercen de por sí un efecto atrayente respecto al bosque colindante y que las cabras consiguen reducir la biomasa herbácea. Este efecto se potenció con la implementación de atrayentes (agua y sal), consiguiendo reducir el fitovolumen de muchas especies leñosas sin afectar la biodiversidad a corto o medio plazo. Se concluyó que una gestión estratégica de los animales asilvestrados, dirigida a áreas cortafuegos, podría contribuir no sólo a reducir el riesgo de incendios sino también a distribuir estos animales hacia los bosques, evitando así su dispersión hacia lugares conflictivos como carreteras, residencias, campos agrícolas y jardines. En el tercer capítulo se comparó la técnica microhistológica (CMA) y la molecular con electroforesis capilar (PCR-CE). Ambas técnicas aplicadas a la composición de la dieta de vacas y cabras asilvestradas. Los resultados mostraron que ambas técnicas detectaron un número similar de componentes vegetales en las heces de ambos animales. Se concluyó que la PCR-CE es un método rápido para detectar los diferentes componentes vegetales en las heces de herbívoros. Sin embargo, no puede considerarse como una alternativa al CMA, sino como un método complementario, ya que ambas técnicas pueden detectar algunos taxones que no son detectados por la otra técnica. Además, el CMA permite detectar la presencia de los diferentes taxones, y a la vez, permite obtener datos cuantitativos de la composición de la dieta vegetal.
The Mediterranean basin presents a vegetation adapted to climatic seasonality and recurrent disturbances such as fire and herbivory. Recent global change, a phenomenon that includes climate change and changes in land use, has favored the presence and intensity of forest fires. During the last decades, attempts have been made to promote grazing in Mediterranean undergrowths as a strategy to reduce the risk of fires, in general with satisfactory results. However, extensive livestock farming is a sector in clear decline, so it is necessary to try other livestock species. The first chapter deals with a study carried out with cattle (Bos taurus), of the Bruna dels Pirineus breed, where the effect of a high stocking load, without supplementation and for a short period of time, was evaluated. The results showed that cattle adapted their feeding habits to a more woody diet that includes potentially flammable taxa, but with some detrimental effects on the health status of the animals. Concluding that cattle require supplementary feeding to control woody vegetation for long periods of time. The second chapter addresses the role that feral goats (Capra hircus) can play in maintaining fire strips. The results showed that the firebreak areas in themselves exert an attractive effect with respect to the surrounding forest and that the goats manage to reduce the herbaceous biomass. This effect was enhanced with the implementation of attractants (water and salt), reducing the phytovolume of many woody species without affecting biodiversity in the short or medium term. It was concluded that a strategic management of feral animals, directed to firebreak areas, could contribute not only to reducing the risk of fires but also to distributing these animals towards the forests, thus avoiding their dispersal towards conflictive places such as roads, residences, agricultural fields. and gardens. In the third chapter, the microhistological technique (CMA) and the molecular technique with capillary electrophoresis (PCR-CE) were compared. Both techniques applied to the composition of the diet of feral cows and goats. The results showed that both techniques detected a similar number of plant components in the faeces of both animals. It was concluded that CE-PCR is a rapid method to detect different plant components in herbivore faeces. However, it cannot be considered as an alternative to CMA, but rather as a complementary method, since both techniques can detect some taxa that are not detected by the other technique. Furthermore, the CMA allows detecting the presence of the different taxa, and at the same time, it allows obtaining quantitative data on the composition of the plant diet.
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Producció Animal

En el país más de 2/3 del territorio está expuesto a incendios forestales y en promedio más de 5.500 incendios suceden anualmente, teniendo como factor principal de ataque a los brigadistas forestales. El ataque es ejecutado básicamente por medio de cortafuegos los que son hechos a través de herramientas simples, las que deben reparar tanto en el momento de la actividad como después de cada jornada, utilizando sus cuerpos como herramienta de soporte. La importancia de una reparación en terreno desemboca en una cadena de eficiencia, donde se involucran factores como el esfuerzo versus el avance del fuego. De acuerdo a esto es que se genera una propuesta de agarre prensil para las herramientas simples, el cual responde a criterios funcionales y perceptivos para los brigadistas forestales, detectando ahorros de tiempo superiores al 50% y un menor esfuerzo por parte del brigadista al momento de la reparación, abriendo las posibilidades a reparaciones mayores en terreno y desembocando en una mayor eficiencia y seguridad en el trabajo de mitigación del fuego.

This thesis studies the benefits of different calibration approaches on seasonal forecasting and the improvement of seasonal prognosis of water resources and forest fires. Droughts and wildfires are an inherent problem to the Mediterranean and are likely to worsen if climate change continues. Both hazards are a source of important economic costs, environmental damage and, in the case of wildfires, even life losses. These impacts have encouraged policy- and decision-makers to reduce vulnerability by placing great efforts in the development of mitigation and adaptation strategies. Seasonal forecasting could help with this task by foretelling the behaviour of water resources and wildfire with months in advance. Furthermore, it has the capacity to provide operational frameworks that can work both in present and future climate conditions.However, seasonal predictability in extra-tropical latitudes is usually considered rather limited and, consequently, seasonal forecasts are seldom used in decision-making. There are studies, though, suggesting that calibration methods could help improving current model's output. Thus, the existing gap between end-user goals and theoretical research needs more work to demonstrate the utility of seasonal forecasts. To achieve this objective this study has been divided in three sub-objectives: skill assessment, seasonal forecast of water resources and seasonal forecast of forest fires.The skill assessment comprises an evaluation of the skill of the raw ECMWF System-4 output in Europe, Spain, Catalonia and the Muga river basin; and the study of the impact on the ECMWF System- 4 performance of the MOS-analog and linear regression calibrations in comparison to mean bias correction. As for the seasonal forecast of water resources the application began with the modelling of the Boadella reservoir in-flow, out-flow and volume anomalies through a Multiple Linear Regression (MLR) procedure. Afterwards, the seasonal predictability of the Boadella predictands has been evaluated through several seasonal forecast approaches. Finally, regarding the seasonal forecast of wildfires the first step has been to model summer (JJAS) burned area in Catalonia through a MLR with antecedent and current year drought conditions. Subsequently, the MLR performance has been tested under different seasonal forecast configurations.Among the results obtained it has been found that most of the skill of the ECMWF System-4 is focused in the first lead. At this horizon deterministic forecasts improve climatology and persistence in the majority of months and for all the variables considered. The probabilistic assessment, on the other hand, showed this skill was mainly centred in the winter months. Also, the added value of calibration post-processing techniques has been checked. These techniques always ameliorate the skill of the original model output by correcting first order biases. Nevertheless, the MOS-analog outcome has also hinted the possibility to go beyond these results if the analog pool was sufficiently increased.In reference to the reservoir's applications the perfect prognosis approach revealed that in-flow, volume and out-flow anomalies can be modelled through multiple linear regression (MLR). In all three cases summer months showed enhanced predictability way beyond the first lead, a significant result for water managers. Moreover, the results proved that volume anomaly seasonal forecasts could begin the operational switch from customary climatology to another forecast strategy based on MLR models. This is also true for some months in theoutflow’s modelling. For the in-flow case, though, there is still further research needed before reaching that sate. Finally, regarding forest fires, exploiting the relationship between summer burned area and preceding drought conditions can lead to MLR models that provide a seasonal estimate of the expected above/below-normal summer fire burned area in Mediterranean-type regions.
En aquesta tesi s'estudien, d'una banda, els avantatges de diferents mètodes de calibratge sobre la predicció estacional; de l'altra, la millora del pronòstic estacional dels recursos hídrics i els incendis forestals. A l'ecosistema Mediterrani les sequeres i els incendis són problemes endèmics que, any rere any, causen importants pèrdues econòmiques, d'altres de tipus ambiental i que, en el cas dels incendis, fins i tot poden comportar pèrdues personals.La previsió estacional és una eina que pot ésser de gran utilitat per estimar el comportament d'aquests fenòmens amb mesos d'antelació. Això no obstant, avui en dia la seva aplicació operativa en camps com el dels recursos hídrics o els incendis forestals és bastant limitada. Per mostrar la seva utilitat i així poder eixamplar les possibilitat d'ús futur, aquest projecte focalitza el seu treball en els àmbits següents: avaluació del rendiment del model estacional ECMWF System-4, anàlisi de la millora assolida amb calibratges diversos (MOS-analog, regressió lineal i correcció del biaix mitjà) i el desenvolupament d'aplicacions que permetin la previsió estacional de recursos hídrics i incendis forestals (a través de models de regressió múltiple o MLR).D'entre els resultats obtinguts s'ha observat que gran part de la predictabilitat del model ECMWF System-4 es concentra a un mes vista. A aquest horitzó la previsió determinista del ECMWF System-4 millora les previsions basades en climatologia i persistència per gairebé tots els mesos de l'any; pel que fa a la previsió probabilista, millora fonamentalment les dels mesos d'hivern. Pel que fa a les tècniques de calibratge es pot dir que totes milloren les previsions de sortida, corregint biaixos de primer ordre i, en el cas de la tècnica MOS-analog, albirant la possibilitat d'anar més enllà si s'eixampla suficientment la base d'anàlegs històrics.En referència a l'aplicació de la previsió estacional als recursos hídrics, els pronòstics de les anomalies de cabal d'entrada, sortida i volum de l'embassament de la Boadella milloren la climatologia a horitzons de previsió que van més enllà del primer mes. D'altra banda, l'aplicació d'incendis forestals ha permès estimar anticipadament l'anomalia d'àrea cremada a Catalunya a l'estiu (JJAS) sobrepassant, també, el valor del pronòstic climatològic.

La tesis doctoral propone como objeto de estudio las llamas de un incendio forestal (forma, tamaño, intensidad de radiación, temperatura, etc.). Mediante su modelización matemática se propone la aplicación de un problema práctico (zonas de seguridad). Para ello se basa en la experiencia previa con incendios de balsas de hidrocarburos de gran tamaño y a la relativa similitud en el comportamiento de las llamas de incendios de hidrocarburos y de incendios forestales.

Se han analizado diversos modelos de radiación térmica y de vulnerabilidad. Como parte de dicho análisis se han estudiado las diversas ecuaciones existentes para el cálculo del factor de vista correspondiente a distintas situaciones, relativas básicamente a frente de llama plano y diversas posiciones de la superficie irradiada; también se ha analizado el caso de cuerpo irradiante cilíndrico, de utilidad para estudiar la radiación desde el propio incendio a una parte del combustible. El estudio comparativo efectuado ha permitido seleccionar las ecuaciones más adecuadas para el cálculo del factor de vista para las disposiciones geométricas llama/objetivo más frecuentes y características; las ecuaciones seleccionadas han sido las de McGuire, cuyo carácter analítico garantiza una mayor exactitud que en el caso de las metodologías numéricas.

La utilización del conjunto de modelos y ecuaciones seleccionados, junto con la aplicación de los valores de vulnerabilidad, ha permitido el establecimiento -para unas condiciones meteorológicas rigurosas y para las trece tipologías de combustible de Rothermel- de distancias de seguridad. Estos valores pueden aplicarse en el establecimiento de zonas de seguridad, vías de acceso y escape, etc., pudiendo ser de gran utilidad tanto en la planificación de tipo preventivo como en las actuaciones en emergencias
This doctoral thesis is focussed on the study of the forest fire flames (shape, size, radiation intensity, temperature, etc.). A proposal of a practical application (security zones) is carried out by the mathematical modelling of the flames. In order to attain such a goal, the previous experience in hydrocarbon pool fires of big size and the relative similarity between the behaviour of the hydrocarbon and forest fire flames have been very useful.

Several thermal radiation and vulnerability models have been analysed. One of the main parts of such analysis has been the study of diverse existing equations for the calculation of the view factor corresponding to a different situations basically related to the plane flame front and to the diverse positions of the irradiated surface; moreover, the case of the irradiating cylindrical shape has been analysed, being very useful in order to study the radiation from the very fire to a part of the fuel. The comparative study carried out has allowed to choose the proper equations for the view factor calculation and also for the most common geometrical and characteristic flame/target dispositions; the McGuire equations have been selected, whose analytic character guarantees higher accuracy than the ones used in numerical methodologies.

The use of the set of the selected models and equations together with the application of the vulnerability values have allowed the establishment -for strict meteorological conditions and for the thirteen Rothermel fuel categories- of safety distances. These values can be used to establish safety zones, access and escape routes, etc, and can be very useful not only in the preventive planning but also in the emergency response.

El objetivo general de este trabajo de título es proponer y evaluar modelos matemáticos que plantean un problema de inversión y planificación en el control de incendios forestales, trabajo que comenzó a petición de CONAF, con la intención de encontrar una política óptima de presupuesto para las próximas temporadas. El planteamiento más utilizado para este tipo de problemas es conocido como el "Costo más el Cambio del Valor Neto" (C+NVC), que corresponde a la base teórica de la NFMAS. El C+NVC corresponde a todos los gasto asociados a inversiones y pérdidas relacionadas con los incendios forestales. Los problemas planteados a partir de este modelo consiste en minimizar su valor sujeto a ciertas restricciones que varían según la necesidad que se le quiera atribuir (inversión, localización, etc.)

Wildfire effects on macroinvertebrate communities have not been intensively studied in other areas than the Western US, and the results in fire prone areas like NE Mediterranean and SE Australia are scarce. In this study, Mediterranean streams (both fire affected and control) presented the highest dominance of r-strategy taxa, which are characterized by their high resilience. However, three years after fire, the indirect effects of the riparian canopy removal was still significant in these streams. Located in the same burned catchment, severely canopy affected area of the Vall d'Horta stream showed high aquatic vegetation cover compared to intact canopy cover, which showed, in turn, a high leaf litter cover percentage. Although differences in organic cover were significant in the macroinvertebrate community structure and turnover, hydrology was also a very important factor that marked the succession of communities along the year in both reaches. In the Mediterranean region, our studies conclude that midterm effects of fire on macroinvertebrate communities (up to 5 years) showed the importance of yearly precipitation in their response, and important differences in macroinvertebrate community dynamics were found depending if the year was wet or dry. We conclude that macroinvertebrate communities that live in Mediterranean climate streams showed in general high resilience to fire, because they usually have to cope with other severe disturbances like flooding and drought.

The results obtained in this study indicate that other disturbances like droughts and floods can modulate the severity of the responses of the macroinvertebrate communities. In general, as in other biomes, post-fire precipitations are the most severe indirect effects where a large input of nutrients and dramatic habitat change takes place. In the Mediterranean catchments usually the big flood occurs few weeks after the wildfire, while in the other studied biomes the effects could be delayed by drought (SE Australia) or by the hydrologic characteristics from the stream itself (NW USA). Furthermore, if all these disturbances will come more often and together in the future, the presence of many species may be compromised, especially those that now are not found or found in low numbers in the dry years.
Los efectos de los incendios forestales en las comunidades de macroinvertebrados han sido intensamente estudiados en el oeste de los Estados Unidos. Otras áreas donde el fuego es también un factor recurrente, como por ejemplo en el noreste del Mediterráneo y sureste de Australia, los estudios son muy escasos. En este contexto, el principal objetivo de este trabajo fue estudiar los efectos a mediano plazo de los incendios forestales sobre las comunidades de macroinvertebrados de los ríos mediterráneos y comparar los resultados con los de otros biomas.

Después del incendio del 2003 que afectó el Parque Natural de Sant Llorenç en Cataluña se estudiaron las respuestas a corto y mediano plazo de las comunidades de macroinvertebrados de ríos en cuencas quemadas y cuencas establecidas como control. En general, las comunidades de macroinvertebrados (tanto de los ríos afectados por el fuego como los ríos control) presentaron un dominio de los taxones de estrategia "r", que caracteriza la frecuencia de perturbaciones de estos ríos y asimismo su alta resiliencia. Tres años después del incendio, los efectos indirectos del fuego se compararon en dos localidades de la Vall d'Horta afectadas de manera diferente en la cobertura de ribera. La eliminación del bosque de ribera generó diferencias significativas en la cobertura orgánica que a su vez fueron importantes para la estructura y temporalidad de la comunidad de macroinvertebrados. Sin embargo, la hidrología también fue un factor muy importante que marcó la sucesión de comunidades a lo largo del año. En este sentido, los efectos a mediano plazo después de un incendio forestal en las comunidades de macroinvertebrados (hasta 5 años) mostraron la importancia de la precipitación anual en su respuesta, y las mayores diferencias en la dinámica de la comunidad de macroinvertebrados se encontraron dependiendo de si el año había sido húmedo o seco. En conclusión, las comunidades de macroinvertebrados que estos ríos mediterráneos mostraron en general una alta resistencia al fuego, ya que por lo general tienen que hacer frente a otras perturbaciones comunes como las inundaciones y las sequías.

La comparación de estos resultados con otros biomas indica que otras alteraciones como las sequías y las inundaciones pueden modular la severidad de las respuestas de las comunidades de macroinvertebrados. En general, como en otros biomas, las precipitaciones después de un incendio son los efectos indirectos más graves en un gran aporte de nutrientes y con el aumento de la erosión se genera un cambio dramático del hábitat. En las cuencas del mediterráneo por lo general la gran inundación post-incendio se produce pocas semanas después del incendio, mientras que en comparación con los otros biomas estudiados los respuestas podrían ser retrasadas por la sequía (sureste Australia) o por las características hidrológicas de los ríos (noroeste de los Estados Unidos). Se prevé que estas perturbaciones incrementarán tanto la recurrencia como la intensidad ya que ocurrirán al mismo tiempo, en este contexto la presencia de muchas especies y la resiliencia puede verse comprometida, sobre todo las que ahora no se encuentran o se encuentran en baja abundancia en los años secos.

[EN] The Albufera of Valencia and its Devesa, form a single unit with both an ecological and social high value; reason that led them to be declared Natural Park in 1986 by the Generalitat Valenciana; being the first park declared in this autonomous community. The Devesa is the spit that separates the Mediterranean Sea from the Albufera lake, and is considered a natural area with high scientific, cultural, scenic and educational values. And although during the 60s underwent a process of urbanization, today is in the throes of regeneration to an era of ecological climax. This regeneration has been possible because of the economics efforts made by various administrations for their conservation and protection. However, these efforts do not prevent Devesa from suffering systematically wildfires that undermine their ability to regenerate and that not only produce significant ecological and economic damage, but when fires reach great dimensions, threaten the life of the people who live there and also the firefighting services This Thesis focuses on the study and optimization of the detection system of wildfires using infrared installed in the Devesa. For doing this, the wildfires produced during ten years and the alarms generated during five years of operation of the system are analyzed, relating these alarms with the weather conditions; in order to reduce false positives; on the other hand a fire risk classification system based on neural networks is developed, using as descriptions parameters those used in the IFW, that is the official system used for the official organization in charge of fire weather index in Spain: AEMET. After the development of the neural network to classify the risk of fire, and analyzed the infrared camera system, both are combined to establish a classification system of the alarms, in order to reduce false positives, and establish a criterion of risk to the user of the fire detection system.
[ES] La Albufera de Valencia y su Devesa, forman un conjunto único con un elevado valor tanto ecológico como social; motivo que les llevó a ser declarados Parque Natural en 1986 por parte de la Generalitat Valenciana; siendo el primer parque declarado en esta comunidad. La Devesa es el cordón litoral que separa el Mar Mediterráneo del lago de la Albufera, y es considerada un área natural con altos valores científicos, culturales, paisajísticos y educativos. Y, pese a que durante la década de los 60 sufrió un proceso de urbanización, en la actualidad se encuentra en plena fase de regeneración hacia una época de clímax ecológico. Esta regeneración ha sido posible gracias a los esfuerzos, tanto administrativos como económicos, que han realizado diferentes administraciones para su conservación y protección. Sin embargo, estos esfuerzos no impiden que sistemáticamente el monte de la Devesa sufra incendios forestales que merman su capacidad de regeneración y que, no solo producen un daño ecológico y económico importante, sino que aquellos que alcanzan grandes dimensiones ponen en riesgo la vida de las personas que allí residen, y de los equipos de extinción que tratan de sofocarlos. La presente Tesis se centra en el estudio y optimización del sistema de detección de incendios forestales mediante infrarrojos instalado en la Devesa. Para ello se analizan los incendios ocurridos durante más de diez años, y las alarmas generadas durante cinco años de funcionamiento del sistema, relacionando estas alarmas con las condiciones meteorológicas, a fin de disminuir los falsos positivos; a su vez se desarrolla un sistema de clasificación de riesgo de incendio a partir de redes neuronales, basado en los parámetros meteorológicos descriptores usados en el IFW, índice oficial establecido por la AEMET para clasificar el riesgo de incendio. Una vez desarrollada la red neuronal para clasificar el riesgo de incendio, y analizado el sistema de cámaras infrarrojas, se combinan ambos a fin de establecer un sistema de clasificación de las alarmas capaz de disminuir los falsos positivos, y de establecer un criterio de riesgo al usuario del sistema de detección de incendios.
[CAT] L'Albufera de València i la seva Devesa, formen un conjunt únic amb un elevat valor tant ecològic com social; motiu que els va portar a ser declarats Parc Natural al 1986 per part de la Generalitat Valenciana; sent el primer parc declarat en aquesta Comunidad. La Devesa és el cordó litoral que separa el mar Mediterrani del llac de l'Albufera, i és considerada una àrea natural amb alts valors científics, culturals, paisatgístics i educatius. I tot i que durant la dècada dels 60 va patir un procés d'urbanització, en l'actualitat es troba en plena fase de regeneració cap a una època de clímax ecològic. Aquesta regeneració ha estat possible gràcies als esforços tant administratius, com econòmics, que han realitzat diferents administracions per a la seva conservació i protecció. No obstant això, aquests esforços no impedeixen que sistemàticament la muntanya de la Devesa pateixi incendis forestals que minven la seva capacitat de regeneració i que, no només produeixen un dany ecològic i econòmic important, sinó que aquells que arriben a tindre grans dimensions, posen en risc la vida de les persones que hi viuen, i dels equips d'extinció que tracten de sufocar-los. Aquesta tesi se centra en l'estudi i optimització del sistema de detecció d'incendis forestals mitjançant infrarojos instal · lat a la Devesa. Per a això s'analitzen els incendis ocorreguts durant més de deu anys i les alarmes generades durant cinc anys de funcionament del sistema, relacionant aquestes alarmes amb les condicions meteorològiques; per tal de disminuir els falsos positius; al seu torn es desenvolupa un sistema de classificació de risc d'incendi a partir de xarxes neuronals, basat en els paràmetres meteorològics descriptors usats en el IFW, índex oficial establert per l'AEMET per classificar el risc d'incendi. Un cop desenvolupada la xarxa neuronal per classificar el risc d'incendi, i analitzat el sistema de càmeres infraroges, es combinen tots dos a fi d'establir un sistema de classificació de les alarmes capaç de disminuir els falsos positius, i d'establir un criteri de risc a l¿usuari del sistema de detecció d'incendis. 
Canales Mengod, P. (2015). Termografía Infrarroja aplicada a la detección de incendios en la interfaz urbano-forestal y su optimización mediante redes neuronales artificiales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/49830
TESIS

En la actualidad uno de los mayores problemas que afectan al mundo son los incendios forestales, debido que estos afectan a los ecosistemas, a la flora y a la fauna. Es por esto que se requieren crear nuevas formas de detección de incendios. Una forma de lograr una detección temprana de los incendios forestales es mediante el uso de tecnología. Desde el año 2006 el estado de Puebla ha implementado un sistema tecnológico de detección que consta de 16 cámaras conectadas de manera inalámbrica a una central desde la cual una persona realiza el monitoreo de las áreas boscosas en busca de un posible incendio. El movimiento de las cámaras es realizado por el operador del sistema mediante un joystick. Debido a que existe la posibilidad de un error humano se requiere que el sistema funcione de manera completamente automática, es decir, que el sistema mueva de manera automática las cámaras y realice la detección de un incendio. Debido a que la automatización de un sistema como este consta de varias partes, en la presente tesis se realizó una parte de este sistema. En esta tesis se logró implementar un sistema de comunicación inalámbrico y se realizó un programa el cual permite el control de las cámaras de video de la marca Pelco en dos modos: automático y manual.
(cont.) Se realizó un análisis de los sistemas tecnológicos de detección de incendios forestales que existen actualmente y se propuso un modelo automatizado para la detección de incendios en el estado de Puebla. El sistema de comunicación inalámbrico conecta a las cámaras con el sistema de procesamiento utilizando un par de antenas de la marca Canopy de Motorola. Las pruebas realizadas al sistema fueron en el modo manual y en el modo automático. En el modo manual se comprobaba de manera visual que los botones de la aplicación enviaran las tramas y las cámaras realizaran lo que se deseaba. En el modo automático se detectaba un incendio y el sistema le indicaba a las cámaras que se detuvieran y realizaran un acercamiento al evento. El programa para el control de las cámaras fue realizado en lenguaje C# utilizando la suite de Visual Studio 2008.

Los incendios forestales constituyen una de las causas significativas de la deforestación y la degradación de los ecosistemas. El origen de los problemas generados por los incendios radica fundamentalmente en la irresponsabilidad de algunas personas, ya que el 90 % de los incendios forestales ocurridos a nivel mundial son provocados por el hombre [1]. La detección de incendios forestales es uno de los retos más significativos para la protección de nuestro medio. Actualmente los detectores convencionales de humo tienen ciertas dificultades para detectar humo en áreas que son extremadamente extensas debido a que están basados en análisis de partículas desde el incendio hacia del detector [2]. La finalidad de este trabajo consta en mostrar un método de detección de incendios forestales en señales de video por medio de cámara de vigilancia. La idea está basada en el aprendizaje de diccionarios para representación esparsiva de vectores de rasgos extraídos de parches de una imagen dividida en 3 regiones: humo, cielo y terreno. Los parches obtenidos de cada región son usados para entrenar y obtener los diccionarios correspondientes obteniendo la mejor representación esparsiva durante la segmentación. Para reducir el ruido en los parches mal clasificados se realizará un cuboide espacio-tiempo alrededor de dichos parches tomando en cuenta el voto mayoritario dentro del cuboide, eliminando de esa forma el ruido que se genere en las imágenes. Se esperan resultados con una eficacia en la taza de detección superior al 60 %, además de que el método propuesto dará resultados en base a la aplicación de la representación esparsiva. Se usará 6 snippets provenientes de 6 secuencias de video diferentes a otros papers por lo que comparar el método con otro no aplica.