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Postfire germination in Chile

July 22nd, 2017 No comments

In the matorral (chaparral-type vegetation) of Central Chile, natural fires are assumed to have been much less frequent (during the Quaternary) than in the other Mediterranean-type ecosystems (MTEs) of the world [1]. Thus, plant adaptive responses to fire are expected to be uncommon. Resprouting is a relatively widespread trait in Chilean woody species, although this traits is not really an indicator of the fire history as resprouters occur in many environments, not only in fire-prone ones [1,2]. Fire-stimulated germination (i.e., the increased seed germination after a heat shock or after the smoke produced by a fire) is a trait more specifically tied to fire [1,3]. A recent study [4] demonstrates that fire-stimulated germination is not as common in the Chilean woody flora as in other MTEs; i.e., negative seed responses to fire cues were more frequent than positive responses. Some seeds were damaged by fire, but many species were able to resist the heat shock although without an increase on germination. In few species, germination was stimulated (by heat or smoke), but the magnitude of the stimulation was relatively low. The overall effect is that fire-stimulated germination is poorly represented in the Chilean matorral. These results support the idea that this matorral had a history of lower fire activity than other mediterranean-climate regions, despite having a fire-prone climate. This low fire activity has been attributed to the effect of the Andes blocking many summer thunderstorms in central Chile, and thus reducing lightning and natural ignitions [1]. Lightning fires do occur in Chile, but typically further south; most current fires in central (mediterranean) Chile are of anthropogenic origin.

Two views of the Chilean matorral; left: La Campana National Park (photos: S. Gómez-González).

 

References

[1] Keeley JE, Bond WJ, Bradstock RA, Pausas JG, Rundel PW. 2012. Fire in Mediterranean ecosystems: ecology, evolution and management. Cambridge University Press. [the book]

[2] Pausas, J.G., Pratt, R.B., Keeley, J.E., Jacobsen, A.L., Ramirez, A.R., Vilagrosa, A., Paula, S., Kaneakua-Pia, I.N. & Davis, S.D. 2016. Towards understanding resprouting at the global scale. New Phytol. 209: 945-954. [doi | wiley | pdf | Notes S1-S4 | Table S1]

[3] Moreira B. & Pausas J.G. 2012. Tanned or burned: The role of fire in shaping physical seed dormancy. PLoS ONE 7: e51523. [doi | plos | pdf]  

[4] Gómez-González S., Paula S., Cavieres L.A. & Pausas J.G. 2017. Postfire responses of the woody flora of Central Chile: insights from a germination experiment. PloS ONE 12: e0180661. [doi | plos | pdf]   New!

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Chile wildfires: MEDECOS declaration

March 1st, 2017 No comments

Some of the scientists attending the recent MEDECOS (International Conference on Mediterranean Ecosystems, Sevilla, February 2017 [1]) wrote a declaration on the recent wildfires that affected very large areas of Chile [2]. The declaration is composed of 10 statements (a decalogue) and is available here:

English version  |   Spanish version

Chile.2017.01.25Central Chile, MODIS image of January 25, 2017 (by NASA).

References:
[1] MEDECOS XIV
[2] Incendios en Chile 2017

Incendios en Chile 2017

February 10th, 2017 No comments

Esta entrada se ha realizado en colaboración con Susana Paula (ICAEV, Universidad Austral de Chile)

En las últimas semanas una gran cantidad de incendios han afectado cerca de 600 mil hectáreas en la zona central de Chile, con unas 1600 casas destruidas, 11 fallecidos y varios miles de afectados [1]. Esto ha generado una alarma social, y se han publicado numerosas opiniones, muchas de ellas sin datos o con poco rigor. Aquí intentamos analizar lo ocurrido, de manera muy breve, partiendo de una base científica y de los datos oficiales proporcionados por el Sistema de Información Digital para el Control de Operaciones (SIDCO) de la CONAF (Gobierno de Chile).

Al contrario que otros ecosistemas mediterráneos, los ecosistemas de Chile central no han tenido una historia reciente (durante el Cuaternario) de incendios naturales. Esto es debido a que la elevación los Andes durante el Mioeno bloqueó las tormentas estivales y los rayos asociados, y por lo tanto limitó los incendios forestales naturales [2]. Los incendios no volvieron a ser importantes en la zona central de Chile hasta la llegada de los humanos. Por lo tanto, muchas especies nativas de los ecosistemas de Chile no están especialmente adaptadas a un régimen con incendios relativamente frecuentes e intensos, ni han adquirido características que les confiere una especial inflamabilidad. Esto contrasta con las especies que viven en otros ecosistemas mediterránenos del mundo donde se encuentras plantas que se ven favorecidas por los incendios, incluyendo plantas muy inflamables en las cuales su reproducción incrementa con el fuego. En cualquier caso, existen en Chile muchas plantas que rebrotan bien después de incendio. De manera que los incendios actuales en Chile podrían generar efectos negativos en la biodiversidad de los bosques nativos (p.e, mortalidad de no rebrotadoras, invasión de exóticas), aunque habrá que evaluar la regeneración con detalle. Sin embargo, cabe destacar, que gran parte del paisaje ardido no corresponden a sistemas naturales, sino a plantaciones forestales de especies exóticas (Figura 1).

Fig1_supreficie-region
Figura 1. Superficie afectada por incendios durante este verano (hasta la fecha), en las diferentes regiones de Chile (de izquierda a derecha: de norte a sur), separando la superficie de bosque nativo (en verde) y de plantaciones de eucaliptos y pino (en azul). La linea y puntos, representa el promedio afectado por incendios en cada región, durante el periodo 1977-2016. Elaboración propia a partir de datos oficiales de SIDCO-CONAF (Chile).

 

Para que se den grandes incendios, se requiere igniciones, baja humedad y elevado combustible. En general, en las zonas altamente pobladas, las igniciones antrópicas son muy frecuentes, y se generan frecuentes conatos o incendios pequeños que son fácilmente extinguidos. Sólo se generan grandes incendios de difícil extinción, si el clima y el combustible son apropiados para ello. La gran actividad de incendios de estos días en Chile responde, en gran manera, a esos dos factores. Las condiciones climatológicas de este periodo, han sido muy propicias para los incendios. Según la Dirección Meteorológica de Chile, este enero es el mes con la temperatura máxima, la mínima y la media más altas desde que se tienen datos [3,4]. Por lo tanto, las condiciones meteorológicas para los incendios eran óptimas, más que nunca.

A ello cabe añadir que Chile central tiene un paisaje forestal muy inflamable, formado por grandes plantaciones de pinos y eucaliptos utilizados para la producción de papel y madera (Figura 1, [5-7]). Ninguna de estas especies son nativas de Chile, sino de zonas donde el fuego es una perturbación natural, y donde ser una planta inflamable no es necesariamente un problema, incluso es beneficioso para la reproducción. En Chile, estas plantaciones proporcionan gran cantidad de combustible (elevada biomasa, formaciones densas), de elevada inflamabilidad (los pinos y los eucaliptos tienen resinas y compuestos volátiles que les hacen muy inflamables), y con unas estructura muy homogénea (plantaciones densas, monoespecíficas y coetáneas); todo ello facilita la propagación de los incendios. Además, estas plantaciones, en muchos casos llegan hasta el límite con poblaciones, poniendo en riego a la gente en caso de incendio.

Un análisis de las regiones con mayor superficie quemada (superior al valor promedio histórico, Fig. 1; es decir, las regiones de Valparaiso (V), Metropolitana (RM), O’Higgins (VI) y Maule (VII)), sugiere que, en general, los incendios seleccionan las plantaciones de manera positiva, y los bosques nativos y zonas agrícolas de manera negativa (Figura 2). Es decir, que las plantaciones se quemas más (desproporcionadamente), que el resto del paisaje, cosa que enfatiza la elevada inflamabilidad y combustibilidad de las plantaciones actuales de Chile (Figura 3). Un reciente estudio, realizado de manera independiente y utilizando datos de satélite, llega a similares conclusiones [8].

Fig2_residuos_V-VIIFigura 2. Análisis de las áreas afectadas por incendios según tipos de uso (Plantaciones, Bosque nativo, matorral+pastos, y zonas agrícolas), en relación a lo disponible en cada una de las 4 regiones que más han ardido (V, RM, VI, VII; ver Figura 1). Los datos positivos, significan que el fuego ha seleccionado de manera positiva ese tipo de uso (se ha quemado más de lo esperado por la superficie que ocupa); los datos negativos indican que el fuego tiende a evitar ese tipo de uso. Por ejemplo, en la Región Metropolitana (RM, en verde) se ha quemado más o menos lo que se espera según las proporciones en paisaje de plantaciones y nativo (valores cercanos a 0). En cambio, el las demás regiones, hay una fuerte tendencia a que las plantaciones se quemen más de lo esperado según su abundancia en el paisaje (valores positivos), mientras que los bosques nativos, el matorral, o las zonas agrícolas se queman de manera similar o menos de lo esperado según su abundancia (valores negativos). La región VII (Maule) es la más extrema en selección positiva de plantaciones y negativa del resto de usos, y es la región donde más superficie ha sido afectada (Fig. 1). Elaboración propia a partir de datos oficiales de SIDCO-CONAF (Chile).

 

Las grandes plantaciones forestales de Chile pueden haber sido económicamente rentables, y haber contribuido a la economía del país, pero todo indica que son social y ecológicamente poco apropiadas (véase vídeo ilustrativo, abajo). Da la impresión que la política forestal de Chile está pensada en una época con una escala de valores y un clima del pasado. Dada la importancia de la industria forestal en Chile, la política forestal requiere actualizarse urgentemente, considerando el cambio climático, los incendios, y la calidad de vida de la población local.

 

Peumo-Eucaliptos
Figura 3. Impacto de un incendio cerca de Penco (Región del Bío-Bío). Se observa la poca inflammabilidad del peumo (Cryptocarya alba, del bosque nativo, derecha). Foto: Fernando Saenger.

 

Referencias

[1] Wildfires in Chile and Argentina, Global Fire Monitoring Center

[2] Keeley JE, Bond WJ, Bradstock RA, Pausas JG, Rundel PW 2012. Fire in Mediterranean ecosystems: ecology, evolution and management. Cambridge University Press

[3] Todos los días de enero las temperaturas superaron los 30 ºC

[4] Escenario favorable para incendios

[5] Peña-Fernánde F. & Valenzuela-Palma, L. 2008. Incremento de los incendios forestales en bosques naturales y plantaciones forestales en Chile. En: González-Cabán, Armando, Coord. 2008. Proceedings of the second international symposium on fire economics, planning, and policy: a global view. Gen. Tech. Rep. PSW-GTR-208, Albany, CA [PDF en: español | inglés]

[6] Invasión de especies pirófitas en Chile con financiamento estatal, el mostrador 24/1/2017

[7] Plantaciones forestales e incendios, 27/1/2017

[8] Primer estudio satelital muestra que más de la mitad de lo quemado corresponde a plantaciones forestales

UPDATE: Declaración de MEDECOS sobre los incendios de ChileEspañol | English

 

 

Fire and alien plants

November 25th, 2010 No comments

In Mediterranean Basin ecosystems, fires are frequent, and post-fire regeneration is tipically based on native species, that is, there is no invasion of alien species after fire. However, this is not the case in the other Mediterranean climatic regions, where fire frequencies higher than their natural (historic) fire regime favors the invasion of alien plants. This is specially the case in the Mediterranean ecosystems of Chile, where recurrent fires play a little role on the evolutionary history. In Chile, fires appeared with the indigenous settlements, and increased exponentially since the time of the Spanish invasion (1536). This increase in fires, together with heavy grazing, has reduced the native matorral and increased the invasive species. In a recent paper, Gómez-Gonzalez et al. [1] show that fire open the window for the establishment of annual plants, and most of them are alien (from the Mediterranean Basin). The successful establishment of alien annuals was due to their ability to maintain rich seedbanks in burned areas and to the greater propagule arrival compared to native species (annuals or perennials). Thus the results demonstrate that fire is a relevant factor for the maintenance of alien-dominated grasslands in the Chilean matorral and highlight the importance of considering the interactive effect of seed rain and seedbank survival to understand plant invasions patterns in fire-prone ecosystems.

[1] Gómez-González S, Torres-Díaz C., Valencia G, Torres-Morales P, Cavieres L.A., and Pausas J.G (in press). Anthropogenic fires increase alien and native annual species in the Chilean coastal matorral. Diversity and Distributions 17: 58-67 [doi | pdf]

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Figure: Chilean matorral recently burnt showing the invasion of Fumaria capreolata (flowering), and annual alien species original from Europe (Foto by S. Gómez-González).

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