j.g. pausas' blog

I have recently written a short letter on science and global change for Frontiers in Ecology and Environment [1]. The letter is available here: doi | pdf, and below are some extracts.

Predictions regarding climate change in response to anthropogenic factors, such as atmospheric greenhouse-gas emissions, were initially made long ago (e.g., 1938; 1972; 1975) and have been continually refined through successive studies and reports from the Intergovernmental Panel on Climate Change. Presented in a plethora of international conferences, these predictions were reasonably close to current observations. However, humanity has largely disregarded these predictions, and as a result, science has not fully served one of its purposes. Thus, the current widespread occurrence of droughts, heatwaves, and intense wildfires should come as no surprise—in fact, it can be argued that these are outcomes that humanity has collectively chosen …

Ecologists continue to monitor the changes (for example, scientists as “insectometers”). In so doing, we certainly learn about how the biosphere and biodiversity are functioning, but we are witnessing a vanishing world that has—up to now—accommodated humanity quite well. This scenario is reminiscent of the case of Leoncio Badia (the undertaker of Paterna, Valencia, Spain, between 1939 and 1945) who witnessed the brutal reality of the executions of his colleagues by the Franco dictatorship and secretly buried the bodies with care, meticulously recording all details and labeling them so they could be recognized in the future (which indeed has happened). Similarly, scientists today are witnessing the natural world disappear and are quietly and carefully documenting the details for the benefit of future generations, with the feeling that this process is unstoppable given its strength (the Badia effect). This is an odd, and also uncomfortable, sensation for those interested in biodiversity and natural history. Humans may develop technologies to facilitate their continuous adaptation to new climates, but biodiversity is likely to be left behind …

Reference

[1] Pausas JG 2024. Science in a changing world. Front. Ecol. Environ. 22(7): e2797. [doi | pdf]

Jornadas en Ecología del Fuego: ¿Qué sabemos de las relaciones entre fuego y los ecosistemas?
Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá, Colombia, 20 agosto 2024

Organiza: Universidad Distrital (Colombia) y Universidad de Sussex (Reino Unido)

Índice (hh:mm:ss, video)

00:16:20 Introducción

00:27:50 Ecología del Fuego: breve introducción – Juli G. Pausas (CSIC, España)

01:05:00 Wildfires and plant-insect interactions: consequences for plants – M. Clara Castellanos (U. Sussex, UK)

01:28:50 Restauración ecológica de robledales andinos afectados por incendios – Mauricio Aguilar (Pontificia Universidad Javeriana)

01:52:10 Monitoreando regímenes de fuego en sabanas: causas y efectos – Swanni Alvarado (Universidad Nacional de Colombia)

02:43:20 ¿Qué sabemos del fuego en los Bosques Secos Tropicales? – Angela Parrado (Universidad Distrital Francisco José de Caldas)

03:00:50 De global a local: modelación, teledetección y trabajo de campo para estudiar incendios – Stijn Hantson (Universidad del Rosario)

03:16:20 Efectos diferenciales del fuego sobre comunidades animales – Tania González (Pontificia Universidad Javeriana)

03:42:10 Transformación institucional en el manejo integral del fuego: ¿Cómo avanza Colombia? – María Meza (UNGRD)

04:15:00 Conversatorio: ¿Cuál debe ser el futuro del manejo del fuego en Colombia?

Con motivo de la publicación del nuevo libro “Incendios forestales: una introducción a la ecología del fuego” me ha realizado diversas entrevistas. Aquí incluyo algunas de ellas que se pueden ver o escuchar (audios).

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Entrevista 1. Entrevista de presentación del libro, por Sara Moreno, en la Casa de la Ciencia de Valencia (CSIC), el 18-7-2024.

“Uno de los mejores libros de divulgación que he leído … y lo es fundamentalmente porque es de esta divulgación que te explica lógicas de funcionamiento, … la lógica de funcionamiento sobre los procesos y dinámicas que afectan a los ecosistemas. He entendido, casi sin querer, cómo y por qué ocurren los incendios y cuál es su papel en la naturaleza”  Sara Moreno

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Entrevista 2: por Eva Caballero, en La mecánica del caracol, Radio Euskadi, 22-7-2024: del minuto 13:44 hasta el 47:20
En resumen: “Mientras tengamos naturaleza habrá incendios, y un cierto régimen de incendios (ni muy grandes ni muy intensos) es saludable; por lo tanto, lo que hay que hacer es ver los beneficios y no sólo los perjuicios, de los incendios”

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Entrevista 3: por Carmen Guerrero, en Ciencia para leer, del CSIC y Catarata. Disponible en Spotify | Ivoox | Apple podcast | Amazon music 

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Entrevista 4: por Julia Otero, en Julia en la Onda, Onda Cero, 18-7-2024. Disponible en ondacero.es | spotify

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Entrevista 5: por Begoña Gómez, en Más de uno, Onda Cero, 7-8-2024. Disponible en ondacero.es

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Nuevo libró: Incendios forestales: una introducción a la ecología del fuego | prólogo |

Incendios forestales. Una introducción a la ecología del fuego. Editorial Catarata-CSIC, 2024 [enlace]

Prólogo
El libro ‘Incendios forestales’ de la colección QUÉ SABEMOS DE (editorial Catarata-CSIC) apareció en 2012 y seguramente fue el primer libro de ecología del fuego en español. Estuvo concebido para acercar el fuego a los biólogos, ambientólogos y similares, con el objetivo de mostrar que el fuego es una perturbación que genera procesos ecológicos y evolutivos, y no necesariamente un desastre ecológico como insisten los medios de comunicación. Al poco de publicarse, mi sorpresa fue que también funcionó en otra dirección: acercó la ecología a los técnicos y gestores de incendios. Recibí infinidad de preguntas de gestores y técnicos forestales sobre si tal especie rebrota o no, o qué especies resisten el fuego, o cuáles son germinadoras y cuáles no; la serotinia de los pinos (esto es, la capacidad de retener piñas cerradas hasta el próximo incendio) gustó a mucha gente, y que los incendios estuvieran aquí hace millones de años, también. Recibí llamadas de jefes de extinción en medio de un gran incendio para saber si tal especie de árbol resistiría si le llegaban las llamas. Aparecieron bomberos que se autonombraban “pausistas” (que entendían el fuego como un proceso natural) frente a los “no pausistas”. Apagar los incendios ya no era tan importante como gestionar los regímenes de incendios. La tolerancia cero a los incendios ya no tenía base científica, y las quemas prescritas ya eran justificables. Todo ello fue para mí una experiencia tremendamente enriquecedora.

En los últimos 12 años, el conocimiento de la ecología de los incendios forestales ha mejorado un poco. Pero los cambios ambientales que ya eran evidentes entonces han incrementado en gran medida y se han hecho patentes mires donde mires. El incremento de incendios intensos y de grandes dimensiones está ocurriendo en casi todo el planeta, y es más evidente que nunca que el problema de los incendios no se soluciona con más medios y más tecnologías. Las claves de la gestión que se utilizaban con el clima del siglo XX no tienen por qué servir en el clima del siglo XXI. Se requiere un cambio de paradigma basado en la ciencia básica. Lo que arde son plantas con una larga historia evolutiva que se debe entender si se quiere hacer una gestión sostenible. En este marco, era obligatorio hacer una nueva versión actualizada y ampliada del libro, con más énfasis en los cambios recientes y con ideas para la gestión. Se ha modificado y añadido texto en todas las secciones del libro, y en especial en el capítulo 5. También se han modificado figuras. Las limitaciones de la colección no me han permitido añadir más contenido. El libro está compuesto por cinco capítulos que siguen un orden conceptual; no obstante, cada capítulo también puede leerse independientemente, especialmente si se recurre al glosario cuando aparecen conceptos nuevos. Con todo, espero que este libro sea un paso más para entender el papel del fuego en la naturaleza y que proporcione una base científica para facilitar una gestión del monte lo más sostenible posible.

Ver entrevista de presentación del libro 

The increasing availability of global-scale data on plant traits, species distribution (e.g. GBIF), climate variables, sophisticated numerical methods (e.g. machine learning tools, R packages) and computing power (e.g. cloud computing) has enabled researchers to understand our biosphere in an unprecedented manner. However, these techno-scientific advances come with a cost. Researchers with sufficient technical skills in data management can now study global patterns and produce numerically sophisticated and apparently robust papers, without a clear hypothesis to test nor attempt to interpret any patterns from a mechanistic perspective. In addition, these broad-scale analyses tend to use the most readily available data rather than necessarily the most relevant data. This is further fuelled by the growing culture that values ‘fast’ science over research that may take years to complete (the publish-or-perish culture). As a consequence, there is an increase in research based on correlating ‘everything’ to see if any patterns emerge, instead of a hypothesis-driven approach. An outcome for plant ecology is that key factors in determining plant fitness, such as fire regime, light availability, herbivory, pollinator availability and other biotic interactions, are underconsidered in broad-scale studies, as they are less available than climate information, in particular. This is exacerbated by the long-standing belief that climate is the major factor shaping ecological patterns [1]. Studying global-scale patterns also tends to hide biological mechanisms, as these act at local scales and may vary across environments; thus, broad-brush approaches may mask key local processes.

In this letter [2], we highlight the potential for broad-scale correlative studies that ignore mechanisms to hinder progress in ecology. We first present examples related to seed dormancy [3], and then a few other recent examples to illustrate that this is currently a general problem in ecological studies. We end by emphasizing the importance of mechanistic understanding in ecology. Global analyses are an ambitious endeavour to find universal rules, but it needs to be appreciated that such rules may fail at identifying mechanisms that create broad-scale patterns if likely causal variables are not included in the first place. Such a broad-scale approach may even hide key local ecological processes; more integration between broad-scale description and hypothesis-based studies is needed. Furthermore, hypothesis-driven science cannot be replaced by computer mining of immense databases; the scientific method can be enriched by the use of large databases but not replaced by it. If ecology aims to be a predictive science, we should focus more on a mechanistic understanding than on describing correlations with vast amounts of data [2].

I would rather discover one cause than gain the kingdom of Persia.

Democritus (460–370 BC)

References

[1] Pausas J.G. & Bond W.J. 2019. Humboldt and the reinvention of nature. J. Ecol. 107: 1031-1037.  [doi | jecol blog | jgp blog | pdf]

[2] Pausas JG, Lamont BB, Keeley JE, Bond WJ. 2024. The need for mechanistic explanations in (seed) ecology. New Phytol. 242: 2394-2398.  [doi | wiley | pdf]

[3] Pausas JG, Lamont BB, Keeley JE., Bond, WJ. 2022. Bet-hedging and best-bet strategies shape seed dormancy. New Phytol. 236: 1232-1236. [ doi | wiley | pdf]

We have recently published a paper emphasizing the importance of fire ecology in marine ecosystems [1]. Fires occur in terrestrial ecosystems, but marine ecosystems are also affected and thus play a role in the ecology of fire. Fire by-products travel to the oceans by land (e.g., ashes and sediments through runoff and rivers) and by air (smoke and aerosol deposition). Wildfires enhance the transport of carbon and nutrients from land to sea, thereby altering global carbon and nutrient cycling. For instance, part of the black carbon (charcoal) from wildfires is transported to oceans and sinks into deep waters. The increase in nutrients in the ocean often enhances phytoplankton productivity, especially in iron (Fe)-limited waters. These effects impact marine biota; some species may benefit from increased nutrients while others may suffer negative consequences. Our current understanding of how fires impact marine ecosystems is primarily anecdotal; marine fire ecology is a new research area that requires further study.

References

[1] Riera R & Pausas JG 2024. Fire ecology in marine systems. Trends Ecol. Evol. 39: 221-224. [doi | sciencedirect | pdf]

Una de las razones para no cortar los árboles muertos después de un incendio, es por que las condiciones semi-forestales que generan son hábitat de fauna forestal, como por ejemplo, los picos picapinos (Dendrocopos major). Aquí un picapinos en un pinar de pino carrasco (Pinus halepensis) el incendio de Bejís (2022, Castelló); video 2/2024 (de hecho, se ve uno y se oye otro). Otros beneficios de no cortar los árboles muertos se explicaron aquí y aquí.

Beneficios de no cortar los árboles después de un incendio [TheConversation | post]

Carpinteros de la madera quemada [Quercus | pdf]

In Mediterranean ecosystems, fire breaks the dormancy in many species and stimulates germination in the postfire environment [1]. Both the smoke and the heat of the fire may be responsible for breaking dormancy [1]. Cistaceae species are typical examples of species with this heat-released dormancy [1, 2], together with many legumes. Despite fire is a much more powerful driver of dormancy release than the summer heat (figure 9 in [1] and figure 2 in [2]), there are still people aiming to demonstrate the role of summer temperatures in dormancy release in Cistaceae. A recent research team studied the germination of 12 Cistacea species and compared the effect of fire-type heat in seeds submitted to a summer heat treatment (50/20^o C for a month) and in seeds without this summer treatment [3]. They concluded that high summer temperatures are needed for maximum germination in the presence of fire [3]. A reanalysis of their data suggests that not only are summer temperatures inefficient at releasing dormancy, but they also reduce postfire germination [4]. The applied summer heat treatment reduced the germination (%) in the control (H-) and in all fire treatments, and for all species (Fig. 1 below). And for the seeds that germinate, those under summer heat tended to germinate slower than those that did not suffer the summer heat (Fig. 2 below). In conclusion, fire increases the germination of Cistaceae seeds in contrast to summer-type heat, i.e., the great fitness benefits of fire are unmatched by the summer heat [4].

Fig. 1. Germination with no summer heat (x-axis; ~ 20^o C for a month) and with summer heat (y-axis, 50/20^o C altering for 12 h, and during a month) in 12 Cistaceae species with different fire treatments. All fire heat treatments were 100^o C for 10 min applied as follows: H-, no fire heat (black); HB, fire heat before summer (green); HA, fire heat treatment after summer (red); HBA, fire heat before and after the summer (unrealistic scenario; blue). The results suggest that applying a strong summer heat treatment (52/20^o C for a month) reduces the germination (%) in the control (H-) and in all fire treatments and for all species. From [4].

References

[1] Pausas J.G. & Lamont B.B. 2022. Fire-released seed dormancy – a global synthesis. Biological Reviews 97: 1612-1639.  [doi | pdf | supp. mat. | data (figshare)]

[2] Moreira B. & Pausas J.G. 2012. Tanned or burned: The role of fire in shaping physical seed dormancy. PLoS ONE 7(12): e51523. [doi | plos | pdf]

[3] Luna B, Piñas-Bonilla P, Zavala G, Pérez B. 2023. Timing of fire during summer determines seed germination in Mediterranean Cistaceae. Fire Ecology 19: 52.

[4] Lamont BB, Burrows GR, Pausas JG 2024. Fire-type heat increases the germination of Cistaceae seeds in contrast to summer heat. Fire Ecology 20:14 [doi | pdf]

More on seed dormancy: A review | a glossary | bet-hedging & best-bet | smoke-released dormancy 

Millán Millán Muñoz (Granada 1941 – Valencia 2024), físico atmosférico por la Universidad de Toronto e ingeniero industrial por la Universidad del País Vasco. Durante su tiempo en Canadá desarrolló diversos instrumentos para detectar metales, contaminantes y plumas de volcanes, que aun se utilizan actualmente. También trabajó en la dispersión de contaminantes, tanto en Canadá como en España. En España fue el director, y alma mater, de la Fundación CEAM (Valencia, 1991-2012), donde realizó estudios muy novedosos y de gran calado para entender la dinámica atmosférica en la cuenca Mediterránea. Se enfocó en entender esa dinámica y su relación con la meteorología, la dispersión de contaminantes, la calidad del aire, el cambio climático y el ciclo del agua. En este marco, una de sus aportaciones importantes fue demostrar científicamente que las pérdidas de tormentas en la costa Mediterránea eran debidas a la urbanización y destrucción de los ecosistemas de la costa; es decir, la causa de las pérdidas de tormentas no es directamente el cambio climático sino al mal uso del territorio. Llegó a cuantificar la cantidad de lluvia anual que hemos perdido en la costa valenciana por el mal uso del territorio.

Persona extremadamente lista, con gran intuición y capacidad para entender procesos; era muy crítico con los estudios tradicionales basados en correlaciones o en modelos de grano grueso (la mayoría). Era sincero, y decía las cosas que pensaba sin demasiadas formalidades, aunque no fueran las cosas que a la gente le gustaba oír; esto le generó algunas enemistades. Él mismo se definía como “granaíno malafolla”, pero en el fondo, era muy buena persona y con muy buen sentido del humor. Quizá por su carácter y sinceridad ha sido frecuentemente infravalorado.

Falleció ayer 12 de enero. Nos ha dejado un legado muy importante que aun tenemos que asimilar del todo. Encontraremos a faltar su sabiduría. Que descanse en paz.

Más información:

Millán en Wikipedia | Entrevistas: 2011 (pdf),  2017,  2019 | Charla 2023 (video) 

Millan Millan and the Mystery of the Missing Mediterranean Storms (2023)

Millán, M.M. 2014. Extreme hydrometeorological events and climate change predictions in Europe. Journal of Hydrology 518, Part B, 206–224. | doi

Pausas, J.G. & Millán, M.M. 2019. Greening and browning in a climate change hotspot: the Mediterranean Basin. BioScience 69, 143–151.  doi | oup | blog | pdf 

Alfred Russel Wallace was a great naturalist who independently discovered natural selection; it is also recognized for his foundational work in evolutionary biogeography. While often overshadowed by Darwin’s popularity, Wallace’s scientific contributions remain significant and influential. James T. Costa’s recent book, ‘Radical by Nature’ (Princeton University Press, 2023), gives full credit and details on Wallace’s outstanding contribution to science.

Wallace laid out the first ideas of the evolution of species in 1855 with his Sarawak Law paper [1] when he was living (traveling) in the Malayan archipelago; the article likely inspired scientists of that time, including Darwin. Later, in 1858, Wallace produced another paper describing the mechanism of natural selection. But before sending it to the publisher, he sent the draft to Darwin for comments. Darwin was working on his book (On the origin of species) and realized that they both had independently arrived at the same conclusion (i.e., evolution by natural selection), so he was worried that Wallace was going to publish it first. Finally, with the help of Lyell & Hooker, they agreed to co-authored the famous paper that first described the mechanism of natural selection (Darwin & Wallace 1858 [2]). This paper, in fact, was not written together but included texts written independently from both to show that they arrived at the same idea (article edited by Lyell & Hooker). Wallace generously accepted Darwin’s priority. In fact, Wallace had started to write a book on the origin of species but put it down after knowing that Darwin was working on a similar book; instead, he dedicated his time to further exploring the Malayan archipelago (from 1854 to 1962). Darwin published his book On the origin of species in 1859, which described in great detail, and popularised the concept of natural selection.

Throughout his life, Wallace was not only a strong supporter of natural selection and Darwin’s ideas but also made significant contributions to other aspects of evolutionary thinking. For example, modern views on evolutionary biogeography, sexual selection, evolutionary mimicry, aposematism, and some aspects of the speciation process (such as allopatry, reinforcement and the Wallace effect) align more closely with Wallace’s ideas than with Darwin’s. Wallace also made numerous contributions to other fields, including anthropology, geology, physical geography, climatology, taxonomy, and systematics. He is often considered the first humanitarian scientist due to his strong support for social justice. He wrote papers on a variety of topics, including land reform, monetary reform, women’s rights, environmental conservation, and critiques of capitalism, militarism, and imperialism. One controversial aspect of his life was his belief in spiritualism, which made him believe that the human mind was not the product of natural selection!!. However, this should not be used to minimize the numerous contributions to evolutionary theory. And honoring Wallace does not need to detract from the recognition of Darwin’s major contributions.

So, Costa’s book is enjoyable and very welcome! 

References

[1] Wallace A.R. 1855. On the law which has regulated the introduction of new species. Annals and Magazine of Natural History 16, 184–196. [Sarawak Law paper]

[2] Darwin C.R. & Wallace A.R. 1858. On the tendency of species to form varieties; and on the perpetuation of varieties and species by natural means of selection. Proc. Linnean Soc: Zoo. 3: 45–62. [one of the most important papers in biology!]

Fire is unique to Earth; it is a characteristic of our planet. As far as we know, no other planet has fire. Here is a video explaining the geological history of fire, including its relation to the evolution of pines and grasses. It concludes that “without fire, there would probably be no grasslands and the forest of the world would likely have a lot less diversity“. By PBS Eons.

References

• Pausas J.G. & Keeley J.E. 2009. A burning story: The role of fire in the history of life. BioScience 59: 593-601 [doi | OUP | pdf]
• He T, Pausas JG, Belcher CM, Schwilk DW, Lamont BB. 2012. Fire-adapted traits of Pinus arose in the fiery Cretaceous. New Phytol. 194: 751-759. [doi | wiley | pdf | suppl.]

In the summer of 2012, two wildfires affected Mediterranean ecosystems in the eastern Iberian Peninsula, the Andilla fire and the Cortes fire [1]. The size of these fires (> 20,000 ha each) was at the extreme of the historical variability (megafires sensus [2]). In 2013, we set up 12 plots per fire, covering burned vegetation at different distances from the fire perimeter and unburned vegetation. In each plot, we followed the postfire recovery of arthropods, reptiles (including their ectoparasites), and plants for 2 to 5 years. Here we present the resulting database (POSTDIV) of taxon occurrence and abundance in the burned and unburned areas [3]. Currently, POSTDIV totals 19,906 records for 457 arthropod taxa (113,681 individuals), 12 reptile taxa (503 individuals), 4 reptile parasites (234 individuals), and 518 plant taxa (cover-abundance). We provide examples in the R language to query the database.

References

[1] Pausas J.G. 2012. Life 15 days after the large fires in Valencia. jgpausas.blogs.uv.es/2012/07/22/

[2] Pausas J.G. & Keeley J.E. 2021. Wildfires and global change. Front. Ecol. Environ. 19: 387-395. [doi | wiley | pdf]

[3] Pausas et al. 2023. Postfire biodiversity database for eastern Iberia. Sci Data 10:872 [doi | pdf | pdf | data: figshare] 

During the 2016/17 fire season in Chile, wildfires burned about 600,000 ha, a record for the region. The fact that the region was covered by large and dense tree plantations that created a continuous fuel bed, contributed to these massive wildfires (Fig. 1), together with an intense drought with strong head waves. That is, afforestation as established in Chile can lead to larger and more severe fires under warming conditions [1]. These mega-fires have multiple socioeconomic consequences. A recent analysis suggests that afforestation generates the emission of large amounts of greenhouse gases (they act as a net carbon source) while native forests act as a sink (Figure 2). 

Figure 1: Analysis of the areas affected by fires according to types of use (forest plantations, native forest, Scrubland + pastures, and agricultural areas), in relation to what is available in each of the 4 regions that have burned the most (V, RM, VI, VII are: Valparaiso, Metropolitana, O’Higgins, and Maule). Positive data means that fire has positively selected this type of use (it has burned more than expected by the area it occupies); the negative data indicates that fire tends to avoid such land use. There is a strong tendency for plantations to burn more than expected according to their abundance in the landscape (positive values), while native forests, scrub, or agricultural areas are burned similarly or less than expected according to their abundance (negative values). The region VII (Maule) is the most extreme in the positive selection of plantations and negative of other uses. Elaborated based on official SIDCO-CONAF data (Chile) [2].

Figure 2, left: Forest plantations act as a net carbon source in contrast to the native forests (sink). Shown is the carbon balance (million tons of CO₂-equivalent; including CO₂, CH₄, and N₂O) for the period 1990–2018, including capture (biomass increment and long-lived harvested wood products) and emissions (short-lived harvested wood products and wildfires), for native forests and for plantations in Chile. Dots are mean annual values (the outlier for plantations corresponds to the 2017 mega-fires). From [3]

Figure 2, right: The contribution of tree plantations to burned area is increasing. Shown are the area of plantations burnt annually (ha, in orange) and the proportion of the area of plantations burnt annually in relation to the total area burnt, including native forests, shrublands, and grasslands (%; data in black symbols, fit in red for the period 1984–2022). Note that the proportion of plantations burnt increases more steadily than the area of plantations burnt, probably as an indication that plantations have become increasingly more fire-prone compared with other land uses. From [3]

Reference
[1] Leverkus A.B., Thorn S., Lindenmayer D.B. & Pausas J.G. 2022. Tree planting goals must account for wildfires. Science 376: 588–589. [doi | science | pdf]

[2] Incendios en Chile 2017, jgpausas.blogs.uv.es/2017/02/10

[3] Gómez-González S, Miranda A, Hoyos-Santillan J, Lara A, Moraga P & Pausas J.G. 2024. Afforestation and climate mitigation: lessons from Chile. Trends Ecol. Evol. 39(1) [doi | pdf]

 

More on Chile | Afforestation 

En 2021, “The Emergency Program” (www.emerprogram.com) me hizo una entrevista. Aquí la entrevista dividida en 5 videos (sin editar; duración en minutos:segundos):

1. Regímenes de incendios sostenibles, 8:30 [youtube]
2. Quemas prescritas, 5:04 [youtube]
3. Regímenes de incendios y estrategias de las plantas, 15:50 [youtube]
4. Cambios en los regímenes de incendios, regeneración, y biodiversidad [youtube]
5. Cambio climático e incendios forestales, 3:18 [youtube]

El día 16 de septiembre de 2023 impartí una conferencia titulada ‘Incendios forestales y biodiversidad’ en la sede de Ecologistas en Acción (Madrid). Aquí está disponible (incluye la sesión de preguntas al final).

The journal Science recently rejected reply letters from at least 3 groups of top scientists to a poor paper they published (Higgins et al. 2023). Science only accepted comments as footnotes to the original article (termed eLetters). It is disappointing that a top journal like Science published a modelling paper that does not simulate the most important mechanisms of the system the authors aim to model. However, it is even more disappointing that Science is not more open to scientific debate, which is an important part of the scientific process. Therefore, we have added a brief comment to the poor paper as an eLetter in Science (also available in PDF) as the only way to warn the readers of some shortcomings (there are more that we hope will be published elsewhere). Below is a copy of our eLetter. 

We need mechanistic models to explain Alternative Ecosystem States in tropical vegetation

by William J. Bond & Juli G. Pausas

In their paper Limited climatic space for alternative ecosystem states in Africa (Science 8 June 2023, p. 1038), Higgins et al. use a plant growth model applied to species distribution and climate variables, to argue that Alternative Ecosystem States (AES) have limited importance in Africa. However, their model does not account for key ecological factors in Africa such as large herbivores and fires (1, 2). Their exclusion raises serious doubts about the model’s validity. Higgins et al. emphasise how well their model predicts the distribution of forests and savannas. However there is a poor fit in the maps predicting optimal areas for several growth forms (3, 4). The model failed to identify the major areas of shrub dominance in Africa, fynbos and karoo shrublands in the south-west and steppe shrublands in north-east Africa (their Figure 1). Succulents are predicted for the north African Mediterranean coast where there are none (and for large areas of southern Africa) presumably by erroneous extrapolation from succulent distribution in South Africa. Optimal ‘relative climatic suitability’ for C₄ grasses is predicted for the southern margins of the Sahara desert (their Figure S2) but not the vast savannas that cover most of the rest of the continent.

Higgins et al. argue that the maps they derived show limited potential for tree growth in areas they identified as climatically limited savannas contradicting other studies identifying large areas of mesic savannas as suitable for large-scale tree planting. However, their model fails to predict a forest-suitable environment in areas supporting large-scale commercial forestry plantations, e.g. in southern Africa (5). In fact, it is unknown how much of the areas they predict as savannas, and are actually savannas (“true savanna predictions”; in their Fig. 3), could sustain a forest, and would therefore be examples of AES. Higgins et al. gloss over additional evidence for AES including paleoecological studies of system shifts between savanna and forest, hysteresis, historical studies, remote sensing and multi-decadal fire suppression experiments, both natural and by design, in Africa and elsewhere showing major ecosystem shifts typically linked to fire suppression or addition (6-10).

We conclude that Higgins et al. cannot be used as a basis for interpreting alternative ecosystem states, the potential for tree planting in Africa, or whether climate and physical site factors determine forest and savanna distribution. We suggest that the problem may lie in assuming that the distribution of species represents a fundamental niche and not a realised niche so that their apparently physiologically based model is really a rather complex correlative model following a long line of predecessors. The models lack seedling and sapling stages, widely considered to be key to whether trees can escape the flame zone and thereby exist in savannas or be restricted to forests (11). Fire is not included as a source of biomass loss. Nor is there any explicit consideration of shade, a major factor separating forest from savanna species (12). It lacks most of the fundamental mechanism to simulate a dynamic system such as African ecosystems. Exploration of the dynamic response of the model, for example to changing CO₂ from 400 ppm to 280, might help reveal its sensitivity to environmental drivers outside those used to derive physiological parameters from inverse models of contemporary plant species distributions. Process-based models based on measured physiological, and fire response traits, are more appropriate tools for exploring the potential for alternative stable states because they test what could be and are not restricted by what is (13-15).

Higgins et al. model contributes little to the understanding of the processes assembling African ecosystems, and cannot be taken as evidence against AES. In our changing world, we need more mechanistic and dynamic models before casting aside all evidence for fire and herbivores limiting distributions of forests (2).

References

1. N. Owen-Smith, Only in Africa: The Ecology of Human Evolution (Cambridge University Press, Cambridge, 2021).
2. W. J. Bond, Open Ecosystems: Ecology and Evolution Beyond the Forest Edge (Oxford University Press, 2019).
3. F. White, “The vegetation of Africa: a descriptive memoir to accompany the UNESCO/AETFAT/UNSO vegetation map of Africa by F White” (Natural Resources Research Report XX, UNESCO, Paris, France, 1983), pp. 1876-1895.
4. D. A. Keith, J. R. Ferrer-Paris, E. Nicholson, R. T. Kingsford, Eds., IUCN Global Ecosystem Typology 2.0: descriptive profiles for biomes and ecosystem functional groups (IUCN, International Union for Conservation of Nature, 2020).
5. Z. Du, L. Yu, J. Yang, Y. Xu, B. Chen, S. Peng, T. Zhang, H. Fu, N. Harris, P. Gong, A global map of planting years of plantations. Sci Data. 9, 141 (2022).
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“I would rather discover one cause than gain the kingdom of Persia”, Democritus (460-370 BC)

Update: Aleman and collaborators have also published an eLetter in response to the paper by Higgins. Here is their eLetter: link | PDF

Evolutionary fire ecology is a relatively young discipline. The idea that fire acts as an evolutionary force contributing to shaping species traits started a century ago, but has not been widely recognized until very recently. Among the first to realize this force include E.B. Paulon, R.D. Guthrie, and E.V. Komarek in animals, and W.L. Jepson, W.W. Hough, T.M. Harris, P.V. Wells and R.W. Mutch in plants (all earlier than 1970). Our recent paper [1] is a tribute to these researchers that were ahead of their time in their evolutionary thinking.

Since them, evolutionary fire ecology has percolated very slowly into the mainstream ecology and evolutionary biology; in fact, this topic is still seldom mentioned in textbooks of ecology or evolution. Currently, there is plenty of evidence suggesting that we cannot understand the biodiversity of our planet without considering the key evolutionary role of fire [2]. We also provide thoughts on future direction of this discipline.

Traits mentioned in the article as potential adaptive to fire-prone environments are [1]:

• Traits that enhance survival
  Resprouting traits (plant survival): Root crown, Lignotuber, Woody rhizomes, Epicormic resprouting, Sunken stem buds, Smoke-induced nutrient translocation
  Stem survival: Thick (outer) bark, Reduced flammability
• Traits that enhance reproduction and recruitment
  Heat-released dormancy, Smoke-released dormancy, Seed traits enhancing seed survival, Serotiny, Fire-stimulated flowering, Increased flammability (chemically or structurally), Precocity (ie early reproduction), Elaiosomes (ant-dispersal)

In our search for early researchers with an evolutionary view of fire [1], we may have missed some women and non-English speaker researchers; if so, we would appreciate feedback on such omissions.

[1] Pausas JG & Keeley JE. 2023. Evolutionary fire ecology: an historical account and future directions. BioScience. [doi | pdf]

[2] Keeley JE & Pausas JG. 2022. Evolutionary ecology of fire. Ann Rev Ecol, Evol, Syst 53: 203-225. [doi |eprint | pdf]

Irene Vallejo (El infinito en un junco, Ediciones Siruela, 2022) nos recordaba que en la antigua Grecia, la oralidad era la principal vía de transmisión cultural. Cuando se empezó a escribir libros, mucha gente les tenía miedo, incluidos filósofos tales como Sócrates (él nunca escribió un libro). En esa época se pensaba que los libros dañarían a la humanidad, porque cualquiera podía leerlos y pretender ser sabio, sin serlo. Los libros permitían engañar. Además, se sugería que los libros frenaban el diálogo de ideas y fosilizaban el dinamismo de la oralidad.

Posteriormente, en el siglo XV, cuando Gutenberg introdujo la imprenta en Europa (desde China), la humanidad disponía de una herramienta para difundir rápidamente la información. Se hizo posible engañar masivamente. Sin embargo, pocas personas actualmente piensan que los libros y la imprenta han dañado a la humanidad.

Con el espectacular aumento actual en la generación de texto a través de chatbots basados en inteligencia artificial (IA) también han aparecido los temores al engaño masivo. Un ejemplo de tales chatbots es el ya famoso chatGPT. Incluso se ha sugerido, de manera alarmista, que pueden llegar a destruir la humanidad. Pero al igual que los libros y la imprenta, debemos suponer que las ventajas superarán las desventajas. De hecho, la historia ya nos ha demostrado, de manera recurrente, lo peligrosa que puede ser la estupidez natural; no hay evidencias de que la IA sea peor. En cualquier caso, no hay marcha atrás, los chatbots (o más genéricamente, los Large Language Models o LLM) han llegado aquí para quedarse, y debemos generar las condiciones para asegurarnos de que su crecimiento vaya en la mejor dirección para la humanidad. Los chatbots son herramientas muy útiles para un sinfín de cosas (especialmente resumir o compilar información), pero no para generar nueva información. Un mal uso podría llevar a reducir la creatividad, la innovación, y el pensamiento crítico. Es decir, debemos usar y gestionar la IA de manera inteligente! Es probable que se requiera una legislación internacional para asegurar ciertos límites y una transparencia de los algoritmos. De hecho, sería deseable que se elaboraran LLM de código abiertos, igual que hay entornos estadísticos y de programación de código abierto, para asegurar una evolución independiente de las grandes corporaciones.

Nos ha tocado vivir un salto cualitativo, para el que, como es esperable, no estamos preparados. Este salto es quizás comparable a la invención de los libros y la imprenta; las tres invenciones tienen el objetivo de propagar textos escritos. Y con todo ello, hemos entendido un poco mejor a Sócrates.

 

Like ecosystems, humans societies are also subject to recurrent disturbances, that is, they are subject to discrete events that abruptly affect the functioning of a society [1]. There is a variety of such societal disturbances, including hurricanes, floods, epidemics, nuclear accidents, earthquakes, and wars among others (Table 1). Very large or severe disturbances are infrequent and unpredictable. Yet societal disturbances are intrinsic to human societies; they have occurred through the entire human history and will continue to occur in the future. Societal disturbances can temporarily disrupt the functioning of societies. However, when those disturbances are frequent, societies adapt to them and thus disturbances contribute to shape cultural evolution. That is, societal disturbances have a cost at short temporal scales, but they can build up resilience at mid- to long-term scales. 

 

Table 1. Examples of disturbances that affect the functioning of human societies. From [1]

Fig. 1. Comparison among five disturbances that produced large numbers of fatalities at the global scale, over the last 4000 years of human history (from 2000 BP to 2020). Note the log scale. From [1]

Fig. 2. Frequency distribution of the five disturbances together included in Fig. 1. The vertical dotted line is the 99% quantile and suggests that 1% of these disturbances accounts for 87% of fatalities over the last 4000 years of human history (from 2000 BP to 2020). Note the log scale. The frequency distribution (of the raw data) is strongly skewed (skewness = 24.98) with a long tail (Pearson’s Kurtosis = 789.73). From [1]

References

[1] Pausas JG & Leverkus A. 2023. Disturbance ecology in human societies. People and Nature [doi | wiley | pdf]

Fenced areas are often illustrative of the role of herbivores in shaping vegetation [1]. Here is an example from Schönbuch Nature Park (south west of Stuttgart, Germany), where you can see how the vegetation is shaped by different densities of red deer (Cervus elaphus). Is this park-like landscape (Fig. 2; inside the enclosure) an example of the prehistoric lowland landscapes in Central Europe?

References
[1] Pausas JG & Bond WJ. 2020. Alternative biome states in terrestrial ecosystems. Trends Pl Sci, 25(3), 250–263. [doi | pdf] 

[2] Vera FWM. 2000. Grazing ecology and forest history. CAB International.

Spectacular postfire flowering of Narcissus assoanus 7 month after fire (Costur 8/2022, Castelló, E Spain).

More on: postfire flowering | Narcissus | regeneration | resprouting | fire ecology 

We have recently reviewed concepts related to seed dormancy and the mechanism of dormancy release (see references 1, 2, 3 below). Here we summarize the main definitions considered.

Seed dormancy: delayed germination even when conditions are favorable. It is a state of metabolic inactivity in the seed that prevents the embryo from growing and thus the seed from germinating. There are two major classes of seed dormancy, inherent dormancy and imposed dormancy.

• Inherent (or innate) dormancy: dormancy is an internal response through retarded embryo maturity or metabolic inactivity. This is often called just ‘dormancy’; it has also been called primary dormancy, but this name is not appropriate (see Secondary dormancy below). There are three basic types of inherent dormancy, depending on the mechanism of release: morphological, physical and physiological dormancy. Some seeds may have multiple mechanisms where they combine physiological and either morphological or physical dormancy.

• • Physical dormancy (PY): a type of inherent dormancy where the seed coat is impermeable to water and/or oxygen such that metabolism cannot occur and the seed cannot germinate even if hydrothermal conditions are suitable. Physical dormancy is typically released by heat, or by physical or chemical scarification: 
    • • Heat-released dormancy: seeds require a heat pulse for breaking physical dormancy that exceeds soil temperatures experienced during summer and is comparable with fire heat.
      • Scarification-released dormancy: seeds require a physical or chemical scarification (different from heat) for breaking physical dormancy (e.g., scratching the surface of the seed coat). Scarification may be a convenient tool for breaking dormancy in horticulture, but its ecological role in the soil is not well known; it may be related to seed coat decays over time through temperature fluctuations or microbial processes. Scarification-released dormancy also occurs in species that do not form a seed bank: seeds of fleshy-fruited species are typically dormant, and scarification (chemical or mechanical) through the guts of frugivorous vertebrates releases their dormancy; in that case, dormancy is a strategy for long distance dispersal [2].

• • Physiological dormancy (PD): a type of inherent dormancy in which metabolic requirements have yet to be met and germination cannot proceed even if hydrothermal conditions are suitable. Some examples of physiological dormancy are:
    • • Smoke-released dormancy: a type of physiological dormancy that is maintained until chemical byproducts in smoke or ash from the combustion of plant matter (collectively termed ‘smoke’) breaks dormancy by catalysing production of enzymes required for initiating metabolic activity and germination.
      • Inhibitor-released dormancy: a type of physiological dormancy where chemical inhibitors must be removed to allow germination. It has been observed in some seeds that germinate only when removed from the fruit, or in mistletoes, when the mucilage is removed (by frugivorous birds). [3].
      • Cold-released dormancy: a type of physiological dormancy that is maintained until the seed is exposed to periods of cold (e.g., ~5°C for two months) that promotes production of cofactors required for initiating metabolic activity [3].
      • Light/dark-released dormancy: a type of physiological dormancy that is maintained until the seed is exposed to periods light-dark that promotes production of specific cofactors required for initiating metabolic activity (photoperiod-controlled dormancy or photodormancy).

• • Morphological dormancy (MD): Dormancy is maintained in an underdeveloped embryo which requires a period of post-dispersal maturation (after-ripening) before the seed is ready to germinate. Morphological dormancy due to immature embryos is neither environmentally controlled nor metabolically inactive and might be better considered as post-release embryo maturation and only apparently dormant (pseudodormancy) [3].

• Imposed dormancy: environmentally-imposed dormancy is the state where metabolic activity continues to be suppressed as external conditions remain unsuitable for germination. Some times it is called secondary dormancy but this term is inappropriate because it may be the only form of dormancy among many seeds, so it cannot be considered secondary in a temporal sense nor minor in a functional sense [3]. In species with heat-released dormancy, this state is maintained between the fire event and the first substantial postfire rains but may be minimal among smoke-responsive seeds if the chemicals are only absorbed once the seeds have imbibed. [1,3]

Dormancy syndrome: A correlated suite of traits that is coordinated to maintain seed dormancy during storage, execute seed dormancy release in response to a specified stimulus, and respond quickly to favorable germination conditions when they become available [1]. In fire-prone ecosystems, we defined four dormancy syndromes: Heat-released dormancy, Smoke-released dormancy, Non-fire-released dormancy, Non-dormancy [1]. Fire-released dormancy is a concise term for heat-released and smoke-released dormancy syndromes [1]

Heat-stimulated germination: Heat per se does not stimulate germination but breaks dormancy that allows germination to proceed later, i.e. once suitable hydrothermal conditions are met. Thus, this term refers to the heat-released dormancy syndrome [1].

Secondary dormancy: under some conditions seeds may return to a dormant state following the introduction of earlier or new inhibitory conditions that re-impose seed dormancy. Dormancy cycling may occur when seeds that have previously broken inherent or imposed dormancy return several times to that state (secondary inherent or imposed dormancy) following conditions that annul the current dormancy-release state.

Smoke-stimulated germination: In physiologically dormant seeds, specific smoke chemicals break dormancy and allow germination to proceed. These chemicals may be absorbed by dry seeds but, once the wet season begins, they are more likely to be absorbed dissolved in the soil solution during imbibition so that germination proceeds without further delay. Thus, this term is equivalent to the smoke-released dormancy syndrome [1]. Smoke chemicals may also hasten the rate of germination of non-dormant seeds among some species.

Dormancy-released pathways:  There are at least three ways by which seeds release dormancy [3]:

• Pathway 1 (inherent/imposed dormancy release pathway): First inherent dormancy is broken, but for germination to proceed, imposed dormancy must also be broken at some later stage, that is, when suitable hydrothermal conditions prevail. E.g., the heat of a fire may break (inherent) physical dormancy, but seeds will not germinate until the first significant rainfall events (breaking environmental imposed dormancy).
• Pathway 2 (imposed dormancy release pathway): seeds that lack inherent dormancy (non-dormant) may still encounter an environment that does not meet their germination requirements, so that they remain under imposed dormancy until the appropriate hydrothermal conditions are met.
• Pathway 3 (imposed/inherent dormancy release pathway): first imposed dormancy is broken before inherent (physiological) dormancy release is possible. Some seeds must already be imbibed before the inherent physiological dormancy is released, e.g, before the seed is receptive to light/dark or to cold that breaks inherent dormancy (light/dark-dormancy release or cold-dormancy release).

Bet-hedging vs best-bet strategies: In unpredictable arid ecosystems, seed dormancy is a bet-hedging strategy, as it favours spreading the risk of recruitment failure over many years. In seasonal environments where fires are predictable, seed dormancy is a best-bet strategy as seed dormancy maximizes germination in a single year when conditions are optimal, following the first substantial rains after fire [2] (this best-bet strategy is also termed environmental matching [1]). Serotiny (seeds stored in the canopy seed bank with delayed seed release and dispersal [link]) is usually not considered within the concept of dormancy, but it certainly fits the best-bet strategy [2].

References

[1] Pausas JG. & Lamont BB. 2022. Fire-released seed dormancy – a global synthesis. Biol. Rev. 97: 1612-1639. [doi | pdf | supp. mat. | data (figshare)] (highlighted in plant.org)

[2] Pausas JG, Lamont BB, Keeley JE., Bond, WJ. 2022. Bet-hedging and best-bet strategies shape seed dormancy. New Phytol. 236: 1232-1236. [doi | wiley | pdf]

[3] Lamont BB & Pausas JG 2023. Seed dormancy revisited: dormancy-release pathways and environmental interactions. Funct. Ecol. [doi | pdf | data: dryad | plain language summary]

 

In 2021 we described that some lizards can detect wildfires by smelling the smoke, and in this way they can react quickly, e.g., by moving to a safe place [1]. Specifically we performed that study with the mediterranean lizard Psammodromus algirus, from eastern Spain. In a recent paper, we suggest that some lizards are able to recognise wildfires by their sound! [2]. This study was performed with another mediterranean lizard, Sceloporus occidentalis (western fence lizard), from southern California.

References

[1] Álvarez-Ruiz L, Belliure J, Pausas JG. 2021. Fire-driven behavioral response to smoke in a Mediterranean lizard. Behavioral Ecology 32: 662–667. [doi | oup | data:dryad | pdf] – blog

[2] Álvarez-Ruiz L, Pausas JG, Blumstein DT, Putmanb BJ. 2023. Lizards’ response to the sound of fire is modified by fire history. Animal Behaviour 196: 91–102. [doi | sciencedirect | pdf]

More on: fire & lizards  and  fire & fauna

Fires are a natural disturbance in many ecosystems. Consequently, plant species have acquired traits that allow them to resist and regenerate in an environment with recurrent fires [1]. A key trait in fire-prone ecosystems is the age at first reproduction (maturity age); populations of non-resprouting species cannot persist when the fire interval is shorter than this age. Maturity age is variable among individuals (Fig. 1), so we hypothesized that short fire intervals select for early seed production (precocity) [2]. We evaluated the age at first reproduction in Pinus halepensis (a non-resprouting serotinous pine species) in eastern Iberia (Fig. 2, for a difficult example; [2]). Our results show (Fig. 3) a selection towards higher precocity in populations subject to higher fire frequency (shorter fire intervals). Due to this higher precocity, pines stored more cones and therefore, increased their potential for reproduction post-fire. We provide the first field evidence that fire can act as a driver of precocity. Being precocious in fire-prone environments is adaptive because it increases the probability of having a significant seed bank when the next fire arrives.

References

[1] Keeley JE & Pausas JG. 2022. Evolutionary ecology of fire. Ann. Rev. Ecol. Evol. Syst. 53: 203-225. [doi |eprint | pdf]

[2] Guiote C & Pausas JG. 2023. Fire favors sexual precocity in a Mediterranean pine. Oikos [doi | pdf]

Fire is an evolutionary pressure that shaped our biodiversity [1,2]. In a recent paper we summarized the current state of the art in this topic [3]. Fire has been an ecosystem process since plants colonized land over 400 million years ago [1]. Many diverse traits provide a fitness benefit following fires, and these adaptive traits vary with the fire regime [4]. Some of these traits enhance fire survival, while others promote recruitment in the postfire environment. Demonstrating that these traits are fire adaptations is challenging, since many arose early in the paleontological record, although increasingly better fossil records and phylogenetic analysis (figure below) make timing of these trait origins to fire more certain. Resprouting from the base of stems is the most widely distributed fire-adaptive trait, and it is likely to have evolved under a diversity of disturbance types. The origins of other traits like epicormic resprouting [5], lignotubers [6], serotiny [7], thick bark [8], fire-stimulated germination [9], and postfire flowering are more tightly linked to fire. Fire-adaptive traits occur in many environments: boreal and temperate forests, Mediterranean-type climate (MTC) shrublands, savannas, and grasslands. MTC ecosystems are distinct in that many taxa in different regions have lost the resprouting ability and depend solely on postfire recruitment for postfire recovery [10]. Overall, evolutionary fire ecology not only provides an understanding of the origin and history of our biota, it also sets the basis for the management of our ecosystems in a world undergoing fire-regime changes.

References

[1] Pausas JG & Keeley JE 2009. A burning story: The role of fire in the history of life. BioScience 59: 593-601 [doi |  OUP | pdf | post]

[2] He T, Lamont NB, Pausas JG 2019. Fire as s key driver of Earth’s biodiversity. Biol. Rev. 94:1983-2010. [doi | pdf] 

[3] Keeley JE & Pausas JG 2022. Evolutionary ecology of fire. Ann. Rev. Ecol. Evol. Syst. 53: 203-225. [doi | pdf] <- New paper

[4] Keeley JE, Pausas JG, Rundel PW, Bond WJ, Bradstock RA 2011. Fire as an evolutionary pressure shaping plant traits. Trends Pl. Sci. 16: 406-411. [doi | sciencedirect | trends | pdf | For managers]

[5] Pausas J.G. & Keeley J.E. 2017. Epicormic resprouting in fire-prone ecosystems. Trends Pl. Sci. 22: 1008-1015. [doi | sciencedirect | pdf] [post | Cover image]

[6] Pausas JG, Lamont BB, Paula S, Appezzato-da-Glória B & Fidelis A 2018. Unearthing belowground bud banks in fire-prone ecosystems. New Phyt. 217: 1435–1448. [doi | pdf | suppl. | BBB database]

[7] Lamont BB, Pausas JG, He T, Witkowski, ETF, Hanley ME. 2020. Fire as a selective agent for both serotiny and nonserotiny over space and time. Crit. Rev. Pl. Sci. 39:140-172. [doi | pdf | suppl.]

[8] Pausas JG 2015. Bark thickness and fire regime. Funct. Ecol. 29:317-327. [doi | pdf | suppl.] & Pausas JG 2017. Bark thickness and fire regime: another twist. New Phytol. 213: 13-15. [doi | wiley | pdf]

[9] Pausas JG & Lamont BB 2022. Fire-released seed dormancy – a global synthesis. Biol. Rev. 97: 1612-1639. [doi | pdf | supp. mat.]

[10] Pausas JG & Keeley JE 2014. Evolutionary ecology of resprouting and seeding in fire-prone ecosystems. New Phyt. 204: 55-65. [doi | wiley | pdf]

I have recently been in Minas Gerais, Brazil (in the Cerrado region). I visited different biomes (forests, savannas, grasslands) occurring in the same climate, i.e., Alternative Biome States [1,2]. The sharp boundaries that separate the different biomes (photos blow) suggesting the existence of strong feedbacks [3]. Savannas and grasslands are maintained by frequent fires (flammable or pyrophilic communities) in climates where dense forest can occur; frequent fires maintain those open ecosystems dominated by light-demanding grasses, and woody plants with traits for fire survival (thick corky bark [4], epicormic resprouting [5], belowground organs [6]). In contrast, forest rarely get burn (non-flammable or pyrofobic communities), as the low light inhibit grasses and generate microclimatic conditions that are not favorable for fire (no grasses, high humidity, low wind, etc.) but favorable for shade-tolerant forest trees.

References

[1] Pausas JG & Bond WJ. 2020. Alternative biome states in terrestrial ecosystems. Trends Pl Sci 25: 250-263. [doi | sciencedirect | cell | pdf]

[2] Dantas VL, Hirota M, Oliveira RS, Pausas JG. 2016. Disturbance maintains alternative biome states. Ecol Lett 19: 12-19. [doi | wiley | pdf | supp.]

[3] Pausas JG & Bond WJ. 2022. Feedbacks in ecology and evolution. Trends Ecol Evol 37: 637-644. [doi | sciencedirect | pdf]

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[5] Pausas JG & Keeley JE. 2017. Epicormic resprouting in fire-prone ecosystems. Trends Pl Sci 22: 1008-1015. [doi | sciencedirect | pdf] 

[6] Pausas JG, Lamont BB, Paula S, Appezzato-da-Glória B & Fidelis A. 2018. Unearthing belowground bud banks in fire-prone ecosystems. New Phytol 217: 1435–1448. [doi | pdf | suppl. | BBB database]

There is still little information on the response of many animals to fire [1, 2], and this limited knowledge is even more important for large predators (e.g. raptors) as their behavior in relation to fire are not easy to observe. We studied the fire response to a Bonelli’s eagle (Aquila fasciata) thanks to a serendipity event: a wildfire (Artana fire; eastern Spain) occurred in an area where friends of mine had an eagle being tracked by a GPS/GMS [3]. This allowed us to follow their behavior during the fire, compare it with both before and after the fire (during two years), and with other neighbor eagles that were also being tracked [3].

The results suggest that despite the fire affected most of the eagle’s core home-range, including the nest site, its activity was hardly affected by the fire. During the fire, the eagle moved away from the fire but did not leave its home-range; she was back to the center of the home-range when the fire was still burning (at low intensity). The minor movements during the fire were probably due to the smoke or/and to the firefighters activity (which include planes). And during the two following years, the behavior of the eagle was similar the behavior when the landscape was not burned. This suggest that the eagles prey (rabbits, pigeons, small mammals) were also little affected by the fire.

An animations of the movements of the eagle in relation to the home-range and the burned area is available here.  

References

[1] Pausas J.G., Parr C.L. 2018. Towards an understanding of the evolutionary role of fire in animals. Evol. Ecol. 32: 113–125. [doi | pdf]

[2] Pausas J.G. 2019. Generalized fire response strategies in plants and animals. Oikos 128: 147-153 [doi | pdf | blog1 blog2 blog3 | cover image]

[3] Morollón S. Pausas J.G., Urios V., López-López P. 2022. Wildfire response of GPS-tracked Bonelli’s eagles in eastern Spain. Int. J. Wildland Fire 31: 901-908 [ doi | ijwf | pdf | animation]

Este text el vaig escriure a l’agost, de vacances, quan encara estaven cremant els incendis de Vall d’Ebo i Bejis, i se va publicar al diari Levante-ENV el dia 9 de septembre de 2022. 

Enguany els incendis forestals han cremat de nou una part important de les nostres muntanyes. Al menys de moment, no ha sigut tant greu com el fatídic 1994, ni com el 2012, però suficient per a commoure a part de la societat valenciana, i en especial a les persones que viuen a la Marina Alta, l’Alto Palancia, i comarques veïnes. La vegetació mediterrània se regenerarà de la mateixa manera que ho ha fet les altres vegades, els agricultors afectats patiran un nova crisi existencial, i l’estructura del paisatge quedarà marcada durant unes quantes dècades. Els efectes concrets sobre la biodiversitat s’hauran d’estudiar amb detall.

La primera reacció ha sigut la de buscar culpables, sovint de manera simplista. El problema dels grans incendis és complexe, i no té un únic determinant. Els grans incendis es produeixen quan coincideixen una sèrie de factors: ignicions (antròpiques o llamps) en una zona amb vegetació contínua i fàcilment inflamable, en una època seca (estiu), i en condicions meteorològiques adverses (ones de calor, fort vent). Cap d’estos factors per si sols genera grans incendis; és la simultaneïtat d’aquests factors la que fa que els incendis siguen grans i intensos (megaincendis).

Gran part de la nostra vegetació natural és inflamable (per exemple els matollars i boscos mediterranis de pi blanc) i cada any tenim una estació càlida i seca (estiu), per tant vivim en una zona naturalment propensa a incendis. A més, al nostre territori plou suficient com per a tenir vegetació densa i contínua. En el passat (durant gran part del segle XX), la vegetació no era tan densa i estava bastant fragmentada perquè teníem un paisatge rural, amb moltes zones dedicades a l’agricultura i pastures (a voltes sobrepasturades), que alternaven amb boscos on se feia llenya. En estes condicions els incendis eren xicotets i fàcils d’apagar. La industrialització va fer que el món rural s’anés abandonant, i el que eren camps de cultius i pastures s’han anat colonitzant de vegetació típica de les primeres etapes de successió. Aquesta colonització de camps abandonats, junt amb les grans plantacions forestals (no gestionades apropiadament), ha fet que augmenti molt la continuïtat de la vegetació. Per tant, quan hi ha un incendi, se propaga molt més fàcilment i se poden generar incendis molt extensos. L’abandonament rural no és una cosa d’ara, és producte de les polítiques fetes durant les darreres dècades en que no s’ha fet cap esforç per conservar el nostre món rural mentre s’estimulaven (econòmicament) els centres urbans i el turisme. Ara, aquest abandonament del món rural és difícil de revertir, poca gent vol tornar a la vida rural; com a mínim hem de procurar no perdre el món rural que queda i estimular el seu increment. Un dels punts claus per reduir l’abandonament rural és que la gent dedicada a l’agricultura i ramaderia tinguen compradors dels seus productes. Les persones que consumeixen prioritàriament productes de grans superfícies sense fixar-se en l’origen del producte possiblement estan contribuint a l’abandonament rural (i als incendis forestals). La gestió forestal pot intentar recrear algunes de les discontinuïtats mitjançant tallafocs, aclarides, i cremes prescrites, però difícilment pot actuar en tota la massa forestal del territori, que segueix creixen com a conseqüència de l’abandonament.

Però la vegetació densa i continua per si sola no genera incendis. Se necessiten ignicions, que poden ser antròpiques, però com hem vist enguany, també poden ser llamps (en el cas dels incendis de la Vall d’Ebo, Bejís i Olocau). A més, se necessiten també condicions meteorològiques que facilitin la propagació del foc (vent i onades de calor). No és necessari dir que entre tots hem canviat el clima (mitjançant l’emissió de gasos d’efecte hivernacle) de manera que hem incrementat la freqüència i intensitat de les onades de calor. Un cop hem canviat el clima, és esperable que hi haja un increment en la mortalitat dels arbres per sequera, així com un increment de la probabilitat d’incendis. Seria il·lús voler conservar la vegetació del segle XX amb el clima del XXI. La nostra vegetació i les tècniques de gestió del paisatge teníen una certa lògica amb el clima del segle passat, però no s’ajusten bé al nou clima del segle XXI, que seguim canviant. Els grans incendis que se donen a molts llocs del món són un símptoma d’aquest desajust.

Hem d’exigir polítiques clares i dirigides a ajudar i estimular el món rural, a gestionar de manera sostenible els nostres paisatges, i a reduir el canvi climàtic. Els incendis no se poden eliminar totalment dels nostres paisatges mediterranis, si es que volem conservar la biodiversitat, però la gestió hauria de fer que foren incendis més xicotets i més sostenibles. Per exemple, un incendi de 1000 ha cada any és més sostenible que un incendi de 10,000 ha cada 10 anys. Però a més de les polítiques de gestió, és important tenir en compte que sense la participació de tota la societat, la tasca serà molt difícil. Tots tenim una part de responsabilitat en els productes i l’energia que consumim, i en els gasos d’efecte hivernacle que emetem. I la nostra responsabilitat en les emissions no és només deguda al nostre propi transport (cotxe, viatges de turisme), sinó que també al transport de les mercaderies que consumim, i les infraestructures que utilitzem. Hem de repensar unes quantes coses del nostre comportament si volem seguir mantenint bona qualitat de vida en el clima que hem generat per aquest segle XXI.

Seed dormancy is a key plant characteristic that occurs among many species worldwide. One mechanism that select for seed dormancy is the bet-hedging strategy. In unpredictable environment (i.e., with high interannual variability) there is a benefit in spreading the germination over a number of years to reduce year-to-year variation in fitness but taking advantage of exceptionally good years for establishment. In those environments, seed dormancy is adaptive; each year there is a small fraction of the seed crop that germinates and the other seeds remain dormant in the soil. Because the environmental conditions of most years are poor, successful establishment only occurs in good (wet) years. Thus bet-hedging selects for seed dormancy and it is a mechanism for living in highly unpredictable environments such as arid ecosystems [1]

There is another environmental setting that also selects for seed dormancy: seasonal (predictable) climate with a dry season during which the vegetation is highly flammable and thus wildfires are frequent (e.g., mediterranean, savanna, warm temperate, and dry boreal ecosystems). In those ecosystems, seed dormancy is adaptive and fire provide both a mechanism for dormancy release (proximate cause) and conditions (postfire) optimal for germination and establishment (low competition, high resource availability, low predation, low pathogen load) that increase fitness and allow maintenance of the population (ultimate cause) [1,2]. Dormant seeds survive the passage of fire and the heat or the chemicals from the combustion (collectively called ‘smoke’ [2,3]) are the stimulus for the seed to recognize a fire gap to germinate. That is, postfire recruitment occurs in a single pulse after fire. Here selection does not favor spreading the risk of recruitment failure over many years (as in the bet-hedging strategy) but, instead, maximizes germination in a single year when conditions are optimal, after fire. We call this strategy the best-bet strategy [1] or environmental matching [2]. This strategy selects for seed dormancy to accumulates seeds in the soil seedbank but also selects for serotiny to accumulate seeds in the canopy seedbank [4]; in both cases, species recruit mostly after fire and not during the interfire period.

There is a further driver that selects for seed dormancy but it does not imply the formation of seed banks (in contrast with bet-hedging and best-bet). Many seeds have acquired seed dormancy to facilitate long-distance dispersal. The clearest example is dispersal by vertebrate frugivores (endozoochory). Frugivores consume the fruit pulp and defaecate or regurgitate the seeds far from the mother plant. This means that seeds need to resist passage through the gut and remain intact until arriving at a new microsite for germination. Thus, seeds of fleshy fruited species typically are dormant, and scarification through the gut releases their dormancy. While bet-hedging spreads germination of seeds over time, this strategy spread the seeds across the space and thus it could be viewed as a spatial bet-hedging strategy.

References

[1] Pausas JG, Lamont BB, Keeley JE., Bond WJ. 2022. Bet-hedging and best-bet strategies shape seed dormancy. New Phytol. [ doi | wiley | pdf]

[2] Pausas JG. & Lamont BB. 2022. Fire-released seed dormancy – a global synthesis. Biol. Rev. 97: 1612-1639. [doi | pdf | supp. mat. | data (figshare)] 

[3] Keeley JE & Pausas JG. 2018. Evolution of ‘smoke’ induced seed germination in pyroendemic plants. South African J. Bot. 115: 251-255. [doi | pdf]  

[4] Lamont BB, Pausas JG, He T, Witkowski, ETF, Hanley ME. 2020. Fire as a selective agent for both serotiny and nonserotiny over space and time. Critical Rev. Pl. Sci. 39:140-172. [doi | pdf | suppl.]

Este artículo, ligeramente modificado, se publicó en The Conversation (5-9-2022), y se tradujó al inglés en Mednigth (7-9-2022)

Este verano Europa ha sufrido un número importante de grandes incendios. Los ingredientes principales que han convertido igniciones, tanto antrópicas como por rayos, en grandes incendios han sido la gran densidad y continuidad de la vegetación (producto del abandono rural y de las grandes plantaciones mal gestionadas) y las largas e intensas olas de calor (producto de nuestra inacción climática).

Después de un incendio en un bosque, una pregunta recurrente es: ¿qué es mejor, cortar los árboles muertos o dejarlos en pie?

Evidentemente, la gestión posterior al incendio dependerá del objetivo. No se gestionarán de la misma manera plantaciones o bosques productivos donde se quiere aprovechar económicamente la madera (aunque la madera quemada suele tener poco valor económico), que bosques donde se quiere maximizar la conservación de la biodiversidad y la regeneración del ecosistema (los árboles quemados sí tienen valor ecológico).

Desde el punto de vista ecológico, cortar los árboles y extraer la madera quemada constituye una perturbación después de otra perturbación (es decir, una perturbación compuesta) y puede tener consecuencias negativas para la biodiversidad y la regeneración del ecosistema (por ejemplo: enlace, enlace, enlace).

Aquí se listan algunos de los posibles beneficios para el ecosistema y la biodiversidad de dejar en pie los árboles muertos en un bosque que ha sufrido un incendio reciente. Evidentemente, cada bosque quemado es diferente, y el papel relativo de cada uno de estos beneficios puede variar de un lugar a otro dependiendo de muchos factores (severidad del fuego, tipo de vegetación, edad, densidad, posición topográfica, historia previa, etc.). Pero, en cualquier caso, se deberían considerar estos potenciales beneficios antes de decidir cortar los árboles:

1. Fuente de alimento: Los árboles muertos son alimento y hábitat de una gran diversidad de hongos e insectos (xilófagos y saprófitos), que a su vez son alimento de otros animales como las aves. Por lo tanto, mantienen una red trófica que ayuda a la regeneración del ecosistema. Cabe recordar que los escolítidos, unos pequeños escarabajos que pueden generan plagas en coníferas, no se alimentan de árboles muertos.
2. Fuente de materia orgánica: Los árboles muertos son una fuente de materia orgánica y nutrientes necesaria para el reciclado de los ecosistemas (los ciclos biogeoquímicos). Su extracción supone una pérdida de fertilidad para el ecosistema (ejemplos: enlace1, enlace2, enlace3).
3. Refugio y dipersión de semillas: Muchos animales forestales utilizan los bosques quemados, incluidos pequeños vertebrados que encuentran cierta protección frente a la depredación por rapaces. Algunos vertebrados ayudan directamente a la regeneración de la vegetación. Por ejemplo, muchas aves frugívoras defecan semillas mientras se posan en árboles quemados (efecto percha), contribuyendo así a la dispersión de semillas y la regeneración de la zona incendiada. Otro ejemplo lo constituyen los arrendajos, que utilizan bosques quemados (y no los matorrales o bosques cortados) para esconder bellotas. Por eso son clave para el incremento de las quercíneas (carrascas, robles y alcornoques). Al ser estas especies rebrotadoras, aumentan la resiliencia de los ecosistemas.
4. Protección frente a la erosión: Las copas de los árboles quemados disminuyen el impacto de las gotas de lluvia en el suelo y, por lo tanto, disminuyen el potencial de erosión posincendio.
5. Aportan humedad: Los bosques quemados pueden retener nieblas y, por lo tanto, mantener mayor humedad en el ecosistema, contribuyendo así a una mejor regeneración.
6. Reducción de la intervención humana: Mantener un bosque quemado evita la entrada de maquinaria pesada y el arrastre de troncos. Estas acciones pueden tener un efecto negativo en el suelo y en la regeneración incipiente, incluso pueden generar inicios de cárcavas.
7. Ahorro: Mantener un bosque quemado también reduce el gasto económico, que se puede utilizar para otras tareas de restauración y monitorización de la regeneración.

En general, dejar en pie los árboles en un bosque quemado permite mantener un ambiente semiforestal beneficioso para la regeneración y el funcionamiento del ecosistema forestal. Por el contrario, la corta de los árboles muertos beneficia a especies de matorrales y ecosistemas abiertos.

Alternativas intermedias. Una solución que a menudo se ha propuesto es la de cortar los árboles y extraer la madera, pero dejando un porcentaje de árboles en pie. Esta solución permite mantener algo de madera muerta que puede beneficiar a algunos insectos y al reciclado de cierta cantidad de materia orgánica y nutrientes (típicamente un porcentaje bajo). Pero como se suele dejar una densidad baja de árboles en pie, tendrán más riesgo de ser derribados por el primer vendaval o nevada. Otra solución es cortar pero no extraer la madera (o al menos dejar el ramaje), de manera que se mantienen intactos algunos beneficios (materia orgánica y nutrientes, y la reducción de la erosión). En ambas alternativas normalmente se pierde el ambiente semiforestal de un bosque quemado y, por lo tanto, también se pierden muchos otros de los beneficios arriba mencionados.

¿Pueden favorecer otros incendios? A veces, la razón por la que se cortan y extraen los árboles muertos es la de disminuir la biomasa seca que podría ejercer de combustible en un segundo incendio. Pero este incremento de la probabilidad de un segundo incendio es a menudo incierto, especialmente porque justo después del incendio no hay suficiente biomasa fina para otro fuego. Y al cabo de unos pocos años, el matorral o bosque joven podría ser ya muy inflamable siendo la contribución relativa de los árboles muertos relativamente poco importante. Una solución es cortar y extraer un porcentaje de los árboles muertos después de al menos un año o más del incendio. Se enfocaría en zonas donde la regeneración ya está asegurada. Esto puede reducir el impacto negativo de la corta.

Árboles quemados para retener el suelo. En un incendio a menudo se pueden observar zonas concretas donde la probabilidad de pérdida de suelo será elevada (por ejemplo, debido a las altas pendientes, suelo arenoso, vegetación preincendio muy pobre, etc.). Como la pérdida de suelo es lo peor que puede ocurrir después de un incendio (el suelo tarda muchísimo en regenerarse), en estas áreas se requieren actuaciones urgentes para evitarlo. En estos casos, parece justificado cortar árboles quemados y utilizarlos para retener el suelo. Se pueden utilizar las ramas, los troncos en fajinas o hacer pequeños diques de contención. Pero se debe evitar generalizar estas actuaciones a toda la zona quemada si no es realmente necesario. Por ejemplo, no tiene sentido realizarlas en zonas con poca pendiente, en suelos muy pedregosos, en zonas con bancales bien conservados, o en zonas con abundantes plantas rebrotadoras.

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Valorar las consecuencias: Vivimos en un entorno con vegetación inflamable y un paisaje y un clima cada vez más propensos a incendios debido a la acción humana. Para mejorar nuestra convivencia con el fuego, es importante mejorar al máximo la gestión posincendio. El gestor debe balancear los criterios socioeconómicos y ecológicos antes de realizar cualquier acción. Y sea cual sea la decisión, sería deseable evaluar el posible impacto del tipo de intervención seleccionado y, si es necesario, rectificar en la medida de lo posible.

Una versión un poco simplificada de este texto se publicó en TheConversation (18/7/2022), en elDiario.es (19/7/2022), en elPeriodico (2/8/2022), entre otros periódicos, bajo el título “Cómo adaptarnos a la nueva realidad de incendios”. También se ha publicado en inglés en Mednight (3/8/2022): “Adapting to the new reality of fires”, y en portugués en Esquerda (4/8/2022): “Como nos podemos adaptar à nova realidade dos incêndios”.

Hace 40 millones de años, la Antártida estaba cubierta de grandes bosques. Y hace 25 000 años, media Europa estaba cubierta de hielo y la otra media eran estepas frías. Gracias a la paleontología hoy sabemos que la vegetación de todo el mundo ha ido cambiando según han ido sucediendo cambios climáticos. La vegetación y el clima están ligados, ya lo decía Humboldt (1769–1859), y es una de las primeras lecciones de ecología.

Si ahora, con nuestra inacción climática (fig. 1), hemos aceptado que cambie el clima, debemos aceptar también que cambie la vegetación. Es iluso querer conservar la vegetación del siglo XX con el clima del siglo XXI. Igualmente, la gestión forestal del siglo XXI no puede ser como la del siglo XX, cuando el clima era menos árido.

Los grandes incendios forestales

Los grandes incendios no se producen por una sola causa (el cambio climático o las plantaciones forestales). Se producen por la coincidencia de igniciones en periodos de sequía y condiciones meteorológicas adversas (olas de calor, viento), en zonas con vegetación continua y fácilmente inflamable [1, 2]. Estas zonas a menudo son matorrales y vegetación en etapas tempranas después del abandono rural (incluidos bosques jóvenes) o plantaciones densas no gestionadas apropiadamente.

El cambio climático interviene en la ecuación [2] porque extiende la estación propensa a incendios, agudiza las sequías, incrementa la mortalidad de plantas (y la biomasa seca) e incrementa la frecuencia de condiciones meteorológicas favorables a los incendios (por ejemplo, olas de calor). Pero el gran incremento de incendios que se ha dado en la historia reciente de España ha sido independiente del cambio climático, y asociado principalmente al abandono rural [3]. La disminución de la agricultura, del pastoreo y de la recolección de madera, y la falta de gestión en plantaciones forestales, generan paisajes más continuos y homogéneos donde el fuego se propaga fácilmente. En estos paisajes, el papel relativo del clima en los incendios aumenta a medida que dejamos que avance el cambio climático [2, 3].

La vegetación que aparecerá después de sequías e incendios recurrentes será diferente a la actual, porque muchas especies pueden no estar adaptadas a esos nuevos regímenes climáticos y de incendio. Presumiblemente la nueva vegetación será menos densa y menos forestal, y con cambios en la composición de especies.

Podemos dejar que las sequías y los incendios vayan adaptando los pasajes al nuevo clima. El problema es que esos grandes incendios pueden tener consecuencias sociales y económicas. Una alternativa es adelantarse a los incendios.

 

¿Qué podemos hacer?

Para evitar esos grandes incendios que perjudican a la sociedad, debemos adaptar nuestro paisaje y nuestro comportamiento a las nuevas condiciones ambientales. Esto incluye generar paisajes que sean más resilientes al régimen climático y de incendios que viene. Para ello, podemos poner en marcha estrategias como las siguientes

1. Generar paisajes heterogéneos

Las discontinuidades en el paisaje y los mosaicos agroforestales reducen la propagación de incendios. Esto es especialmente importante en zonas cercanas a las poblaciones humanas. Hay diversas estrategias para alcanzar este objetivo, por ejemplo: potenciar (con políticas de apoyo) el mundo rural, la agricultura y el pastoreo extensivo, así como el consumo de cercanía; incrementar las poblaciones de herbívoros naturales en zonas apropiadas para ello (rewilding o resilvestración); o realizar tareas de gestión forestal específicas en zonas críticas, como generar cortafuegos, quemas y pastoreo prescritos, o tratamientos y aprovechamientos silvícolas.

Todas estas herramientas no son excluyentes; se pueden combinar según las distintas características socieoconómicas y del terreno. Ciertamente, estimular el mundo rural es fácil de decir, especialmente desde el mundo urbano. Pero en España, por ejemplo, no es evidente que haya suficiente población dispuesta a volver a la vida rural como para generar un cambio significativo en el paisaje. Quizás podría ayudar una política de inmigración que ofreciera esa posibilidad a personas que llegan en busca de condiciones mejores a las que se dan en sus países de origen.

2. Aprender a convivir con los incendios

Eliminar los incendios de nuestros paisajes es imposible y contraproducente [4], especialmente en el marco del cambio climático. El reto de la gestión es crear condiciones que generen regímenes de incendios sostenibles tanto ecológica como socialmente.

Enfocar las políticas de gestión de incendios únicamente a la extinción puede generar incendios grandes e intensos. Es más sostenible tener muchos incendios pequeños y poco intensos, que pocos incendios de grandes dimensiones e intensos.

Para alcanzar estos objetivos se requiere profesionalizar a los actores que intervienen en la prevención y extinción de los incendios forestales. Son ellos quienes pueden generar los regímenes de incendios sostenibles, pero en muchas ocasiones trabajan en condiciones precarias.

3. Minimizar y asumir riesgos

Debemos evitar construir viviendas e infraestructuras en zonas con bosque mediterráneo altamente inflamable y reducir al máximo la interfaz urbano-forestal. Esto no solo reduce el peligro para las personas e infraestructuras, también reduce las igniciones. Entre los mecanismos para conseguirlo se incluyen la recalificación de terrenos (a no urbanizables o incluso a agrícola) y la implementación de tasas (disuasorias) por construir en áreas con alto riesgo de incendios (pirotasas), entre otras.

En zonas ya construidas, es necesario asegurar que se realizan tareas de autoprotección, como la implementación de franjas de seguridad con poca vegetación (o con cultivos) alrededor de las viviendas, o incluso implementar sistemas de riego prescrito. Es importante asegurar que las viviendas tengan seguro contra incendios forestales, y que no esperen que los bomberos necesariamente las protejan. Hay que asumir riesgos, responsabilidades y costes si se desea vivir en medio de paisajes altamente inflamables en lugar de en una zona urbana.

Durante olas de calor, sería conveniente reducir la movilidad en el monte y en zonas de interfaz (urbano-forestal y agrícola-forestal) para minimizar el riesgo de igniciones.

4. Conservar los bosques y los humedales

Debemos conservar y restaurar los bosques en los microhábitats húmedos (refugios), para incrementar su resiliencia a los cambios en el clima.

Hay que potenciar la restauración de humedales y otros ecosistemas litorales que, aparte de los beneficios para la biodiversidad, mantienen el ciclo del agua y contribuyen a la conservación del clima [5].

La degradación de la costa (por la desecación de los humedales y la sobreurbanización) contribuye a la reducción de la precipitación [5] y al incremento de gases de efecto invernadero (vapor de agua) [5]. Potenciar vegetación en zonas urbanas (jardines, árboles en las calles) también contribuye a la conservación del clima, además de mejorar la calidad de vida de los ciudadanos (¡ninguna calle sin árboles!).

5. Restaurar con especies vegetales más resistentes

La restauración del s. XX se basaba en imitar ecosistemas del pasado. En el s. XXI, la restauración no ha de tener como referencia el pasado, sino el futuro. En proyectos de restauración y en plantaciones, se deben utilizar especies (o poblaciones de las mismas especies) más resistentes a la sequía y a los incendios que las que había con anterioridad [6]. Por ejemplo, especies y poblaciones que actualmente se encuentran en zonas más secas o con más actividad de incendios. Esto sería más sostenible que utilizar las estaciones de alta calidad forestal que se utilizaban con el clima del siglo pasado.

6. Reducir el consumo de combustibles fósiles

Esto es clave para frenar el aumento de gases de efecto invernadero, y así reducir la velocidad del cambio climático y la frecuencia de las olas de calor.

 

En conclusión

 

Referencias

[1] Pausas J.G. 2021. Incendios forestales: no todo es cambio climático. ; El Diario, LaMarea 19 agosto 2021 TheConversation.com (18 agosto 2021),  elDiario.es (19 agosto 2021),  laMarea.com, jgpausas.blog

[2] Pausas J.G. & Keeley J.E. 2021. Wildfires and global change. Front. Ecol. Environ. 19: 387-395. [doi | wiley | pdf | brief for managers]

[3] Pausas J.G. & Fernández-Muñoz S. 2012. Fire regime changes in the Western Mediterranean Basin: from fuel-limited to drought-driven fire regime. Climatic Change 110: 215-226. [doi | springer | pdf]

[4] Pausas J.G. 2017. Acabar con los incendios es antinatural e insostenible. 20minutos (Ciencia para llevar), 13 Julio 2017. [20minutos]

[5] Pausas J.G. & Millán M.M. 2019. Greening and browning in a climate change hotspot: the Mediterranean Basin. BioScience 96:143-151. [doi | oup | blog | pdf]

[6] Leverkus AB, Thorn S, Gustafsson L, Noss R, Müller J, Pausas JG, Lindenmayer D. 2021. Environmental policies to cope with novel disturbance regimes: steps to address a world scientists’ warning to humanity. Environ. Res. Lett. 16: 021003. [doi | pdf]

Fire regimes are shaped by climate, landscape structure, and the frequency of ignitions [1] and so globally vary across space, biogeographies, and environments. In a recent paper [3] we show how different fire regime parameters (e.g., area burnt, size, intensity, season, patchiness, pyrodiversity) varia across western Palearctic (Europe, North Africa, Near East) using remotely sensed data. We first divided the study area into eight large ecoregions based on their environment and vegetation: Mediterranean, Arid, Atlantic, Mountains, Boreal, Steppes, Continental, and Tundra. Then we characterize the fire regime for each region. The results show that the Mediterranean had the largest, most intense, and most recurrent fires, but the Steppes had the largest burnt area. Arid ecosystems had the most extended fire season, Tundra had the patchiest fires, and Boreal forests had the earliest fires of the year. The spatial variability in fire regimes was largely explained by the variability of climate and vegetation, with a tendency for greater fire activity in the warmer ecoregions. There was also a temporal tendency for fires to become larger during the last two decades, especially in Arid and Continental environments.

References

[1] Pausas J.G. & Keeley J.E. 2021. Wildfires and global change. Front. Ecol. & Environ. 19: 387-395. [doi | wiley | pdf ]

[2] Pausas J.G. & Ribeiro E. 2013. The global fire-productivity relationship. Global Ecol. & Biogeogr. 22: 728-736. [doi | pdf | appendix | erratum ]

[3] Pausas J.G. 2022. Pyrogeography across the western Palearctic: a diversity of fire regimes. Global Ecol. & Biogeogr. [doi | wiley | pdf |data: dryad]

Video sobre la importancia del fuego en los brezales andaluces, esos matorrales mediterráneos dominados por brezo (Calluna vulgaris) en suelos pobres en nutrientes. Gran parte de las especies de plantas de estos brezales necesitan incendios para reproducirse.

Realizado por Guillermo Ojeda, con la colaboración de Fernando Ojeda, Susana Gómez, Universidad de Cádiz, Plan INFOCA, Parque Natural de los Alcornocales, etc.

Fire in mediterranean heathlands

Prescribed burns has only been introduced in the Valencia region (eastern Iberia) very recently (end of 2019), and are undertaken by the Valencia government. One of the first burns was performed Castell de Castells (Alacant province) in March 2021, it was of relatively low intensity (compare with natural wildfires in the area). The area was dominated by a mediterranean shrublands with few young pines (P. halepensis). One year latter the area is a paradise of flowers; below are a few of them. Thank you to J. Fabado and X. Riera (Jardí Botànic de Valencia) for their help in the species names.

El pasado 24 de abril falleció un amigo, el Profesor Welington Delitti, después de luchar duramente, y durante más de dos años, contra un cáncer. Welington era profesor de ecología en el Instituto de Biociencias de la Universidad de Sao Paulo (Brasil), donde dirigió a numerosos estudiantes; también tuvo un papel importante en la dirección del Instituto (director 2007-2011 y subdirector 2011-2015). Su investigación se centraba principalmente en el cerrado (sabanas) de Brasil, con especial énfasis en los ciclos de materia orgánica y nutrientes y, más recientemente, en la restauración y conservación de ese maravilloso ecosistema. Durante su visita a Valencia (España) trabajó sobre el efecto de la recurrencia del fuego en matorrales de coscoja (Quercus coccifera). Hizo una aportación importante a la ecología del cerrado, y muchos de sus trabajos fueron publicados en revistas científicas brasileñas e internacionales (ver lista de publicaciones aquí). Y fue él quien me mostró ese ecosistema tan interesante por primera vez.

Personalmente era una persona entrañable, buena, y muy comprometida con la universidad y la sociedad. Era muy apreciado en su universidad por su buena gestión del Instituto de Biociencias. Su carácter afable y tranquilo le llevaba a resolver los conflictos de la forma más socialmente correcta posible. Nos enseñó una manera de funcionar, y por ello, su legado es grande.

Orbituário:
Amoroso, ajudou os outros sem esperar nada em troca, Folha de S. Paulo, 1 mai 2022

Ecology and evolutionary biology have focused on how organisms fit the environment. Less attention has been given to the idea that organisms can also modify their environment, and that these modifications can feed back to the organism, thus, providing a key factor for their persistence and evolution [1]. We propose that there are at least three independent lines of evidence emphasising these biological feedback processes at different scales (figure below): niche construction (population scale); alternative biome states (community scale); and the Gaia hypothesis (planetary scale). Flammability is an example of niche construction [2], and the forest-savanna mosaics are an example of the alternative biome states [3] (figure below). 

The importance of feedback processes make us rethink traditional concepts like niche and adaptation. For instance, the idea of evolution as a process of adaptation to fit a pre-existing environment needs to be replaced by a ‘co-evolutionary’ species-environment approach. An implication is that the concept of species niche, and niche occupancy, is less relevant than traditionally thought. That is, organisms do not adapt to a pre-existing environment (available niche), they construct their environment and then both ‘co-evolve’. A higher level of fitness is the result of this coevolution. Feedbacks also provide an alternative framework for understanding spatial and temporal patterns of vegetation that differ from those based on gradual changes (e.g., gradient analysis and succession), and suggest that multi-stability and abrupt transitions in a given environment are common [3]; this also has implications for species’ niche modelling [4].

Earth is in transition to a new and warmer state due to anthropogenic forcing, and feedback thinking may help us understand the process. We suggest that incorporating feedback thinking and understanding how feedbacks may operate at different scales may help in opening our minds to key processes contributing to the dynamics and resilience of our biosphere.

References

[1] Pausas J.G. & Bond W.J. 2022. Feedbacks in ecology and evolution. Trends Ecol. Evol. [doi | pdf]

[2] Pausas J.G., Keeley J.E., Schwilk D.W. 2017. Flammability as an ecological and evolutionary driver. J. Ecol. 105: 289-297. [doi | wiley | pdf]

[3] Pausas J.G. & Bond W.J. 2020. Alternative biome states in terrestrial ecosystems. Trends Plant Sci. 25: 250-263. [doi | sciencedirect | cell | pdf]

[4] Pausas J.G. & Bond W.J. 2021. Alternative biome states challenge the modelling of species’ niche shifts under climate change. J. Ecol. 109: 3962-3971. [doi | wiley | pdf]

Many plants concentrate their seedling recruitment after the passage of a fire. This is because postfire conditions are especially optimal for germination and establishment of many species as fires create extensive vegetation gaps that have high resource availability, minimal competition, and low pathogen load. Thus we propose that fireprone ecosystems create ideal conditions for the selection of seed dormancy as fire provides a mechanism for dormancy release and optimal conditions for germination [1]. We compiled data from a wide range of fire-related germination experiments for species in different ecosystems across the globe and identified four dormancy syndromes: heat-released (physical) dormancy, smoke-released (physiological) dormancy, non-fire-released dormancy, and non-dormancy. In fireprone ecosystems, fire, in the form of heat and/or chemical by-products (collectively termed ‘smoke’), are the predominant stimuli for dormancy release and subsequent germination, with climate (cold or warm stratification) and light sometimes playing important secondary roles. Fire (heat or smoke)-released dormancy is best expressed where woody vegetation is dense and fires are intense, i.e. in crown-fire ecosystems (e.g., mediterranean-type ecosystems). In grassy fireprone ecosystems (e.g. savannas), where fires are less intense but more frequent, seed dormancy is less common and dormancy release is often not directly related to fire (non-fire-released dormancy). Fire-released dormancy is rare to absent in arid ecosystems and rainforests. Heat-released dormancy can be traced back to fireprone floras in the ‘fiery’ mid-Cretaceous, followed by smoke-released dormancy, with loss of fire-related dormancy among recent events associated with the advent of open savannas and non-fireprone habitats. Anthropogenic influences are now modifying dormancy-release mechanisms, usually decreasing the role of fire. We conclude that contrasting fire regimes are a key driver of the evolution and maintenance of diverse seed dormancy types in many of the world’s natural ecosystems.

References

[1] Pausas J.G. & Lamont B.B. 2022. Fire-released seed dormancy – a global synthesis. Biological Reviews  [doi | pdf | supp. mat. | data (figshare)]

El pasado sábado 5 de marzo falleció Antoni Escarré Esteve a los 80 años y en su tierra natal, Alacant. Era Doctor en Biología por la Universitat de Barcelona, catedrático de ecología en la Universitat d’Alacant, y fundador del departamento de ecología de esa universidad. Escarré fue uno de los pioneros de la ecología terrestre en nuestro país, amigo muy cercano a los ecólogos catalanes más eminentes (Ramón Margalef, Jaume Terradas). Su pasión naturalista le llevó a trabajar con una gran diversidad de organismos tanto animales como plantas. Realizó trabajos clave para entender el ciclo de la materia y nutrientes, la ecofisiología de plantas, y la fauna en ecosistemas mediterráneos; posteriormente se enfocó en ecosistemas tropicales. Nunca dejó de mostrar curiosidad por la naturaleza, incluso en su jubilación, ya alejado de obligaciones docentes o investigadoras. Su última tesis doctoral se leyó en 2019.

Una de sus actividades destacadas fue la de dirigir un doctorado sobre desarrollo sostenible del bosque tropical en Cuba, en el cual se han realizado un centenar de tesis doctorales. Este programa ha sido fundamental para el desarrollo de la ecología en Cuba. Por ello Escarré es muy conocido y apreciado por todo naturalista cubano, y fue investido Doctor Honoris Causa por la Universidad de Pinar del Río en Cuba en 2007.

Antoni Escarré también participó en la vida política de la Comunidad Valenciana y ostentó diversos cargos políticos durante los periodos socialistas, tales como Conseller d’Educació, Cultura i Ciència (1989-1991) y posteriormente, Conseller de Medi Ambient (1991-1993). Se dice que era una persona demasiado sincera y normal (es decir, informal para los políticos) para la política, y pronto volvió a la docencia en la UA. Entre sus aficiones destacaba el hockey, fue jugador y entrenador, y llegó a ser Presidente de la Federación de Hockey de la Comunidad Valenciana (1986).

A nivel personal era encantador, culto, bueno, sincero, alegre, comprometido, generoso e inteligente; Terradas, con quien compartió numerosas vivencias, decía que era imposible aburrirse con él. En los últimos años lo hemos visitamos varias veces en su casa, y siempre estaba jovial, buscando cualquier excusa para celebrar algo e invitarnos a una copa de cava. Las veladas en su casa, donde discutíamos de ciencia y política, a menudo en compañía de alguien de Cuba, eran entrañables.

Le echaremos de menos

No soy experto en conflictos, ni en Rusia, ni en Ucrania, pero no puedo evitar expresar mi opinión. Las reacciones y razonamientos que se dan por muchos políticos y medios de comunicación me parecen extremadamente pobres.

1) Condeno rotundamente la invasión de Ucrania por parte de Rusia. El gobierno ruso se comporta de manera extremadamente imperialista, autócrata, e inhumana (igual que lo hizo en Siria, e igual que EEUU en Irak, y en tantos otros sitios).

2) Estoy en contra de que se solucionen conflictos y desacuerdos mediante violencia, y especialmente mediante guerras. Los líderes que proponen guerras son los menos perjudicados, los ciudadanos de a pie, los más perjudicados. No es cuestión de pacifismo, es cuestión de que las guerras enquistan los conflictos, no los solucionan.

3) Ante una acción violenta, hay que apoyar a los oprimidos, independientemente de quien tenga más razón en el conflicto. El desequilibrio de fuerzas es desproporcionado, es un abuso de superioridad.

4) Solidaridad con los ciudadanos en Rusia que están manifestandose en contra de esta guerra; arriesgan mucho. Y solidaridad con los desertores del ejercito ruso; arriesgan muchísimo. Hay que evitar que aparezca una rusofobia; estamos en contra de las decisiones del gobierno ruso, no de los ciudadanos. Tanto en Rusia como en Ucrania (y España) hay fascistas, comunistas, demócratas, neoliberales, anarquistas, ecologistas, apolíticos, y un largo etc.

5) Esta guerra es un fracaso de la humanidad, y en especial de Europa y EEUU, ya que no se ha conseguido (¿o querido?) evitar, y hasta el momento no se ha sabido detener. Había margen de maniobra antes de que empezara. Los tímidos intentos por algunos políticos (p.e., Macron, etc.) no fueron suficientes, y dadas las posibles consecuencias, se debería haber hecho mucho mucho más esfuerzo en negociar una solución. Quizá podría haber ayudado contar con  un panel de expertos en conflictos, con premios Nobel de la Paz, con la ONU, o con reconocidos líderes mundiales (Papa, Dalai Lama), etc. Justificar la guerra diciendo que con Putin no se puede negociar es de una pésima calidad democrática. Es conocido desde hace mucho tiempo que Rusia no quiere bases de la OTAN en su frontera, igual que EEUU no quieres pro-rusos en la suya (Cuba). ¿Qué haría EEUU si México quisiera instalar una base militar rusa? ¿Es necesaria la OTAN? Es difícil imaginar que haya valido la pena empeñarse en que la OTAN tenga bases militares en Ucrania. ¿Dónde está la ONU?

6) Estoy en contra de enviar armamento a Ucrania, que sólo alimenta la guerra y no soluciona el conflicto. La cantidad de armamento que requeriría Ucrania para “ganar” a Rusia es ingente. Además, enviando armas hay peligro de que la guerra se “mundialice” e incluso de que se use armamento nuclear. Todos los esfuerzos se deben centrar en parar la guerra, no en alimentarla. Enviar armas es una acción fácil y una manera de lavarse las manos; pensar que con eso se está ayudando al pueblo Ucraniano es engañoso y peligroso. La guerra no la ganará ni Putin ni Ucrania, la perderemos todos. Además, se alimenta el comercio y la corrupción que hay en torno al negocio del armamento y las guerras. ¿Enviamos armas a Palestina?

7) Los que dicen que la izquierda apoya a Rusia desconocen lo que significa ser de izquierdas en el siglo XXI.

8) Celebro que Europa facilite la acogida de refugiados (pero demuestra que si no se realizó lo mismo en otros conflictos previos fue por falta de ética o directamente por racismo).

9) Tengo mis dudas de que las sanciones impuestas por la Unión Europea a Rusia sean realmente eficaces porque: (1) afectarán a la población rusa (no sólo a los responsables de la guerra); (2) la Unión Europea tiene una gran dependencia comercial de Rusia (gas, cereales, minería, etc.), y esta podría tomar represalias contra Europa (guerra económica); y (3) Rusia es una gran potencia militar y está geográficamente muy cerca (en la misma Europa), por lo que no parece muy inteligente enfrentarse a ella. 

10) A menudo los medios de comunicación cuentan la guerra como si fuera una película, presentando a los ucranianos casi como héroes que están defendiendo valientemente sus causas y resistiendo los ataques. La verdad es que cada día hay más destrucción y muertos en Ucrania, y más desplazados, mientras el ejército ruso sigue avanzando inexorablemente.

Lecturas sugeridas

• Los problemas de enviar armas a Ucrania, elDiario.es, 4 Marzo 2022
• ¿Qué puede decir la teoría sobre la guerra de Ucrania? CTXT, 5 Marzo 2022
• La miseria de la geopolítica y el “No a la guerra”, El Salto, 6 Marzo 2022
• Ucrania, una guerra (más) que pudimos evitar, El Salto, 7 Marzo 2022
• Ucrania: negociación o catástrofe, El Salto, 7 Marzo 2022
• Si la respuesta son sanciones y armas, entonces Occidente está interesado en esta guerra, CTXT, 27 Marzo 2022

Geografía de Ucrania

La pérdida de suelo es de las peores cosas que le puede suceder a un ecosistema, ya que tarda muchísimo en recuperarse. Por ello, después de un incendio, en los sitios donde hay posibilidad de pérdida de suelo, se aconseja realizar medidas rápidas de protección del suelo, tales como poner paja, ramas, haces de ramas, ramas trituradas, troncos en fajinas, o cordones de restos de cortas. Estas acciones reducen el impacto de las gotas de agua de la lluvia, generan condiciones de humedad para la regeneración de la vegetación, y reduce el movimiento del suelo. En una zona incendiada, la extensión de zonas con potencial de erosión depende, especialmente, del tipo suelo, la pendiente, y el uso previo de la zona. En las zonas sobre calizas duras de la costa mediterránea, las extensiones con potencial de erosión posincendio suelen ser reducidas, a veces puntuales; nunca en todo un incendio.

Actualmente estamos viendo que después de incendios, se están realizando fajinas con troncos y ramas en zonas donde no se espera pérdida de suelo, tales como zonas planas, pedregosas, incluso en bancales con muros bien conservados (ver fotos abajo). Para ello se cortan los pinos y algunos arbustos (a veces incluso especies rebrotadora) y se amontonan a modo de fajinas. Estas acciones parecen un gasto económico poco justificable, además de perder los beneficios de los árboles quemados en pie.

Cabe recordar que los árboles muertos en pie benefician a la regeneración porque también disminuyen el impacto de las gotas de lluvia en el suelo, mantienen cierta humedad, captan agua de la niebla, y sirven de posadero para aves que traen semillas y que contribuyen a la regeneración. Además de ser hábitat para mucha fauna (principalmente invertebrados y algunas aves). Cuando los árboles muertos caen, proporcionan materia orgánica y nutrientes al suelo. Sería necesaria una justificación para cortarlos, y para concentrar la biomasa en pocos puntos (ver fotos).

Las siguientes fotos corresponden a ejemplos de fajinas de troncos y ramas realizadas después de incendio, en zonas que no se espera erosión por estar en bancales, en zonas pedregosas, o en zonas con poco pendientes. Fotos tomadas en dos incendios de la Comunidad Valenciana: Llutxent (noviembre de 2018) y Azuébar (diciembre de 2021).

Más información:

Llutxent y la perdida de suelo, jgpausas.blogs.uv.es/2018/10/30

Lo que no se debe hacer después de un incendio, jgpausas.blogs.uv.es/2015/08/1