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Memorias del Cuarto Simposio Internacional Sobre Políticas, Planificación y Economía de los
Incendios Forestales: Cambio Climático e Incendios Forestales
Gestión de Uso Recreativo y los Incendios
Forestales en el Sur de California: El Uso
de SIG y Modelos de Simulación Visual de
Paisaje Para Evaluación Económica1
Daniel Moya2, Armando González-Cabán3, José J. Sánchez3, y
José De las Heras2
Resumen
Avances recientes en el comportamiento de los incendios están conformando estrategias para
el manejo forestal en bosques no industriales privados y públicos en el oeste de Estados
Unidos. La estrategia desarrollada debe incluir la identificación del medio costo-beneficio
mas rentables para la asignación de recursos para el presupuesto de gestión de incendios. En
las áreas recreativas, la opinión de los visitantes debe ser incluida en la decisión para la
planificación de los bosques, es aquí donde las encuestas han sido herramientas útiles para
obtener este tipo de información. Sin embargo, es difícil evaluar el incendio antes de su
aparición, sobre todo en las zonas donde el régimen de incendios esta cambiando debido al
cambio climático. Estamos fusionando las aplicaciones desarrolladas para el sistema de
información geográfica (SIG) y los modelos visuales de simulación del paisaje para obtener
información visual acerca de los escenarios previstos, la cual incluye diferentes programas de
manejo forestal, predicciones del cambio climático y el riesgo futuro de incendios en áreas
silvestres. En nuestro estudio, estamos incluyendo la aparición de ambos, escenarios boscosos
y los rodales individuales, después de actividad de manejo forestal y los incendios forestales
en el corto, mediano y largo plazo. Tratamos de determinar cómo los valores recreacionales
están relacionados con la preservación (o no) de diferentes partes del paisaje y como este se
desarrolla después de incendios forestales y del paso del tiempo. La aceptación de los
visitantes para invertir en programas anti-incendio se mide a través de encuestas en línea
dirigidas a recreacionistas en el complejo silvestre de San Jacinto en el bosque nacional San
Bernardino en el sur de California. La visualización computarizada basada en información del
SIG, construida en base a inventarios forestales, es una herramienta útil para medir las
preferencias del visitante y tomar esto en consideración en la planeación del manejo de la
tierra incluyendo supuestas acciones o disturbios basados en el modelado del paisaje. Esta
1
Una versión abreviada de este trabajo se presentó en el Cuarto Simposio Internacional sobre Políticas,
Planificación y Economía de Incendios Forestales: Cambio Climático e Incendios Forestales, 5-11 de
noviembre de 2012, Ciudad de México, México.
2
Profesor Asociado, Universidad de Castilla-La Mancha, España; Email:
3
Economista Investigador y Economista respectivamente, USDA Forest Service, Pacific Southwest
Research Station, Riverside, California, USA; Email: agonzalezcaban@fs.fed.us y jsanzhez@fs.fed.us.
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puede ser utilizada directamente por los administradores forestales e inversionistas como una
herramienta para apoyar sus decisiones de demostrar y evaluar intercambios de persecución
de estrategias alternativas en la administración de incendios con la finalidad de promover un
programa futuro del manejo de incendios más sostenible y su apropiado papel en el manejo
público de la tierra.
Palabras clave: zonas propensas a incendios, manejo forestal, valoración no de mercado
Introducción
La evaluación de riesgos de incendios forestales y las actividades de manejo de
combustibles se han convertido en una actividad importante porque un incremento en
el área quemada se relaciona con el cambio climático global, principalmente en la
zona del Mediterráneo (Flannigan y otros, 2000). El Servicio Forestal del
Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA FS) en el oeste de
EEUU promueve herramientas para reducir las crecientes perdidas financieras y
ecológicas de los incendios forestales catastróficos (CALKIN y otros, 2011). Las
actividades del tratamiento de combustibles incluyen una amplia gama de
operaciones en el manejo forestal, tales como adelgazamiento, tratamientos
mecánicos (ejemplo, masticación), o incendios prescritos para reducir el
combustible y romper continuidad (horizontal y vertical), teniendo como
objetivo reducir la frecuencia de los grandes incendios forestales (Finney y
otros, 2006). Sin embargo, incluyendo el manejo de combustibles en la
planificación forestal es compleja y requiere probar aplicaciones con software de
modelos de comportamiento de incendios en tanto un contexto de la
investigación como operacional (Calkin y otros, 2011).
Los científicos están modelando muchos aspectos de los complejos ecosistemas
naturales simultáneamente y vinculando los a modelos de comportamiento del fuego
utilizando como factores de entrada las condiciones climáticas (Flannigan y otros,
2000). En la práctica, los modelos de simulación examinar la posible eficacia y los
impactos ecológicos del programa de tratamiento de combustibles en un escenario
estático, como ArcFuels que es una interfaz de ArcSIG para la planificación del
tratamiento de los combustibles y la evaluación de riesgo de incendios forestales
(Ager y otros, 2011). Incluye extensiones a varios modelos, como el Simulador de
Vegetación Forestal (SVF), FARSITE, BehavePlus y el Sistema de Visualización de
Masas (SVM). El SVM contribuye con una salida visual, que genera gráficos que
representan las condiciones de la masa, que representa la información obtenida para
el polígono homogéneo de conjunto de datos.
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Las expectativas públicas de la administración de las tierras federales han
expandido en los últimos años. Aplicación operativa se refiere a un análisis
cuantitativo de los valores sociales y ecológicos, y el diseño de proyectos de
tratamiento de combustibles en términos de dónde, cuánto y cómo tratar los
combustibles de la superficie y del dosel para cumplir con los objetivos de manejo de
los incendios forestales (Zimmerman y otros, 2006). Los administradores forestales
deberán incluir la aceptación pública de sus estrategias de manejo, incluyendo el
aspecto del paisaje a través del tiempo. Los métodos tradicionales no siempre han
facilitado información suficiente para comprender lo que sucedió, sobre todo a los
no especialistas, como algunas partes interesadas, los políticos o el público en general
(González-Cabán y otros, 2011).
El objetivo de nuestro estudio era mejorar la comunicación pública. Para
lograrlo, vinculamos la interfaz de Arcfuels, salidas SVM y un modelo de simulación
visual (Envision, McGaughey 1997) para obtener simulaciones visuales para los
escenarios previstos. Se aplicó el sistema a un área natural incluida en el Bosque
Nacional de San Bernardino para obtener una simulación visual diferente, incluyendo
el manejo forestal, la severidad de un hipotético incendio en las condiciones actuales
y la regeneración natural en diferentes escenarios para el corto, mediano y largo
plazo.
Métodos
Se seleccionó un área recreativa en el espacio natural protegido de San Jacinto,
Distrito Forestal de San Jacinto, Bosque Nacional de San Bernardino y también parte
del parque estatal San Jacinto en el sur de California. El área natural cubre cerca de
32,248 acres (13,055 hectáreas), el rango altitudinal oscila entre 6,000 y 10,000 pies
(1,800-3,050 m) sobre el nivel del mar, y los hábitats climáticos van desde el desierto
hasta las zonas alpinas. De los 16 senderos que cruzan el área recreativa se
seleccionaron cuatro de los más utilizados para nuestro trabajo: Deer Springs, Devil´s
Slide, South Ridge and Pacific Crest Trail.
El área natural y el entorno contienen varios lugares recreativos, campamentos,
aldeas y viviendas (área de interface urbano-rural alto) y son atravesados por rutas
de senderismo por lo que la utilidad social y recreacional es muy importante. La
historia de incendios en la zona indica que en el siglo pasado, varios incendios
forestales quemaron en zonas de menor altitud que rodean el área natural; sin
embargo, durante los últimos 100 años, no se ha evidenciado fuego (Figura 1). En la
zona, el tiempo transcurrido desde el último incendio ha superado el período de
recurrencia de incendios debido a que las políticas de exclusión del fuego,
condiciones especiales climáticas y ecosistemas diferentes (Wohlgemuth y otros,
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2009). Además, la carga de combustibles en el área natural es muy alta (Figura 1).
Por lo tanto, el riesgo y el peligro de incendios forestales en la zona son altos.
Figura 1 – Área natural de San Jacinto, situado en el San Jacinto Ranger
District en San Bernardino National Forest, en el sur de California: la alta
presión antrópica (izquierda), la historia del fuego (centro) y la carga de
combustibles (derecha).
De acuerdo con el sistema de la relación fauna-hábitat de California (2008), las
comunidades bióticas predominantes en el área de estudio son Sierra Mixto de
Coníferas (SMC): Douglas Fir (abeto Douglas), el Pino Ponderosa, Abeto Blanco,
Montane Chaparral (MCP): Especies de Ceanothus, Especies de Manzanita, Bitter
Cherry, Coníferos Subalpinos (CNS): Pícea de Engelmann, Abeto Subalpino,
Mountain Hemlock (Tsuga mertensiana), Montane Hardwood-Conifer (MHC): Pino
Ponderosa, Cedro Blanco y Encino Negro de California.
Hicimos una excursión por los senderos, digitalizando las rutas utilizando un
DeLorme PN-40 GPS4 y convertiendo a dar forma con software Topo EE.UU. Se
registraron varias imágenes de la cuenca visual (viewshed) desde diferentes puntos y
se obtuvieron varias imágenes detalladas en tres lugares relevantes: el comienzo del
sendero, pista a mitad de camino, y al final del camino (punto más alto).
Para incluir el manejo de los combustibles y la planificación forestal en el
estudio se desarrolló una técnica de análisis de cuencas visuales para vincular la
asignación espacial, el desarrollo natural del ecosistema, y la incidencia de los
incendios forestales en función de los tratamientos silvícolas evitando grandes y
severos incendios forestales y el estado visual ya que el tiempo pasa. Para los cuatro
senderos seleccionados se obtuvo la cuenca visual para las condiciones actuales.
Después de eso, se supone que un incendio forestal que iba a quemar el área natural,
pero la incidencia fue dependiente de tratamientos del manejo de combustibles. Tres
escenarios diferentes fueron examinados: sin tratamiento (fuego de alta severidad),
pesados tratamientos silviculturales (fuego de baja severidad) y un sistema de gestión
medio (fuego de media severidad). Además, se incluyó el tiempo transcurrido desde
el incendio: se quema en el corto plazo (0-5 años), se quema en el mediano plazo (5-
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15 años) y se quema en el largo plazo (más de 15 años). Obtuvimos el MED (Modelo
de Elevación Digital), una forma que contiene la carga de los combustibles en la
zona, información general de Parques Nacionales y la información del manejo
forestal y de la vegetación (USDA Forest Service Region 5 de 2011).
Usando la interfaz de Arcfuels para ArcMaps v.9.1 (Ager y otros, 2011), se creó
una forma de la capa de la masa (stand layer shape) que contenga información
actualizada tanto de factores abióticos (aspecto, pendiente, altitud, etc.) y bióticos
(tipo de bosque, cobertura desde arriba (CDA), tamaño y densidad de los árboles, la
relación del hábitat de la vida silvestre (RHVS), etc.). En la siguiente etapa, hemos
simulado las tres clases seleccionadas del fuego (baja, media y alta severidad) para el
verano de 2011 y la regeneración natural de los tres intervalos de tiempo (corto,
mediano y largo plazo). Las salidas se registraron en un formato SVM. Los archivos
de la SVM para cada escenario se copiaron y se cargaron en Envision para crear un
proyecto diferente para diez escenarios posibles (control y tres niveles de severidad
de los incendios en tres intervalos diferentes), replicados para cada ubicación de los
cuatro senderos. Para cada punto, se ajustaron y enfocaron los parámetros de luz y el
fondo para el momento en que fue fotografiada la cuenca visual en el sendero.
Utilizando el modelo de elevación digital y las coordenadas registradas, hemos
creado un punto de vista para obtener la misma perspectiva que en la fotografía. La
vegetación fue recreada por medio de un cuadro de SVM y la rejilla de la superficie
fue creada para recrear la superficie del suelo de acuerdo con el escenario simulado.
Un fondo fue construido con la imagen real, separando la simulación visual bajo del
horizonte e insertando una imagen del cielo (de las condiciones reales) por encima
del horizonte. Las opciones de renderizado fueron optimizados para obtener el
resultado visual más similar a la imagen grabada.
Resultados
En esta primera fase de la investigación se obtuvieron varias imágenes
visuales para ser utilizados en estudios de evaluación de la valoración de
recursos no de mercado. La realización de las encuestas en el área natural de
San Jacinto nos permitirá replicar la experiencia en otras regiones
Mediterráneas, como el sureste de España. Una vez que los datos de la
encuesta son recogidos, proporcionará información para determinar los
valores de recreación, incluyendo la planificación forestal y el manejo de los
combustibles bajo escenarios hipotéticos de incendio (Tabla1). También
permitirá vincular el manejo, la regeneración forestal y la recuperación de los
valores recreativos.
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Figura 2-ArcFuels: interfaz de ArcGIS para la planificación del tratamiento de
combustibles y la evaluación de riesgo de incendios forestales; la creación de
información básica para la capa de masa de área de estudio en el área natural de
San Jacinto, San Bernardino National Forest, en el sur de California.
Los escenarios de incendio desarrollados colocará a los recreacionistas en un
sendero particular, en un punto característico y la cuenca visual cambiaría
dependiendo de la severidad del incendio y el tiempo desde el fuego. Basado en
nuestro diseño experimental, se obtuvieron 108 imágenes (Figura 3). La superficie de
una cuenca visual que es visible a un recreacionista depende de en qué parte del
sendero este; la elevación más alta produce la mayor área de cuenca visual. Cuatro
pérdidas de la cubierta de árboles (en relación con la severidad del fuego) se
evaluaron: menos del 25%, 25-50%, 50-75% y el 75% -100% en CDA (relacionado
con la severidad de bajo, medio y alto). Las salidas de visualización le ayudarán a
entender a los encuestados hipotéticos escenarios de incendio, así como los paisajes
preservados utilizando recursos procedentes de las cuotas de uso de áreas naturales
invertidos en los esfuerzos de conservación.
Discusión
El manejo forestal sostenible debe satisfacer los objetivos del nivel de las masas y
mantener o mejorar la calidad estética y biológica de un paisaje. Englin y otros
(2001) encontraron que hay un aumento en las visitas durante los incendios recientes,
pero luego disminuye durante varios años. Las herramientas de visualización
proporcionan retroalimentación para diseñar un tratamiento de las masas, ayudando
en la comunicación y la comprensión de los efectos futuros y posibles escenarios en
un contexto de paisaje.
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Figura 3— Simulaciones visuales obtenidos para el Sendero Sky Tram al pico de
San Jacinto. La cuenca visual representada aquí se encuentra en el punto a mitad
del sendero; tomamos una foto y recreamos la misma imagen que el control (imagen
superior). Además, hemos recreado tres grados de severidad de incendios
(imágenes inferiores) para un hipotético incendio forestal ocurrido durante el verano
de 2011: baja (superior), medio (medio) y alto (parte inferior).
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La aceptación pública de las actividades de manejo forestal suelen estar
vinculadas a la aparición de paisajes boscosos y masas individuales, dependiendo de
la cuenca visual. Mediante el uso de herramientas de visualización, las alternativas y
las perturbaciones pueden ser simuladas dentro de un contexto de paisaje, que se
mantiene constante. Las políticas de exclusión de fuego aumentan los combustibles,
lo que resulta en incendios de alta intensidad y a veces incendios grandes y
catastróficos. La visualización puede ser usada para comunicar el elevado riesgo de
incendio y mostrar opciones para reducir la cantidad de combustibles presentes, para
disminuir el impacto de la perturbación. Dependiendo de la precisión del conjunto de
datos, las imágenes de salida pueden representar escenas de bosques que aparecen
realistas. Sin embargo, los espectadores deben ser capaces de distinguir las imágenes
renderizadas de las fotografías, y los presentadores deben determinar cuidadosamente
el nivel adecuado de realismo para cada aplicación, evitando así el riesgo de pérdida
de credibilidad. Podría ayudar a la identificación de las más rentables formas de
asignación de presupuestos de manejo del fuego, la aplicación de la respuesta del
manejo más adecuada a los incendios forestales, incluyendo escenarios alternativos
basadas en la ciencia.
Tabla 1—Encuesta básica que se celebrará. La cabecera describirá cómo en una zona
propensa al fuego, los recursos pueden ser utilizados para la prevención de incendios. El
encuestado se podría presentar como opciones al azar múltiples condiciones posibles que
enfrentan en escenarios futuros en función de las inversiones en prevención de incendios.
Cuenca visual destruida
25-50%
50-75%
Ubicación
Inicio del sendero
(elevación más baja)
Mitad del sendero
(elevación media)
Tiempo transcurrido
desde el incendio
Corto plazo
0-5 años
Mediano plazo
5-15 años
Largo plazo
>15 años
$25
$20
$15
Cuota de entrada al área
natural
ELECCIÓN DEL
ENCUESTADO
75-100%
Fin del
sendero
(elevación
mas alta)
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Resumen
Este estudio informó la oportunidad dada por el modelo de simulación de paisaje para
mejorar el manejo forestal y la evaluación económica de los bosques,
principalmente en los escenarios simulados. Simulaciones de los paisajes basadas
en computadora se han convertido en una herramienta reconocida para previsualizar
los efectos visuales de las decisiones de uso del suelo si se basan en modelos y
predicciones fiables.
Agradecimientos
Agradecemos al Ministerio español de Educación y Ciencia, por su apoyo al
proporcionar la beca de movilidad José Castillejo (JC2010-0224). Agradecemos
también al personal del San Jacinto Ranger District, San Bernardino National Forest,
por su ayuda. Un agradecimiento especial a Robert J. McGaughey (USDA FS Pacific
Northwest Research Station) y Kenneth A. Wright (USDA Forest Service, Region 5).
Referencias
Ager, A.A.; Vaillant, N.M.;Finney, M.A. 2011. Integrating Fire Behavior Models and
Geospatial Analysis for Wildland Fire Risk Assessment and Fuel Management
Planning.Journal of Combustion 2011, Article ID 572452, 19 p.
California Wildlife Habitat Relationships.2008. http://www.dfg.ca.gov/biogeodata/cwhr.
Accessed 30 May 2011
Calkin, D.E.; Thompson, M.P. 2010.Barriers to Implementation of Risk Management for
Federal Wildland Fire Management Agencies in the United States.In Viegas, D.X. (Ed.)
Proceedings ofVI International Conference on Forest Fire Research. Coimbra, Portugal.
Costanza, R.; Voinov, A. 2004. Landscape Simulation Modeling: A Spatially Explicit,
Dynamic Approach. Series: Modeling Dynamic Systems XIII, 330 p.
Finney, M.A. 2005. The challenge of quantitative risk analysis for Wildland fire.Forest
Ecology andManagement. 211: 97-108.
Finney, M.A.;Seli, R.C.; McHugh, C.W.; Ager, A.A.;Bahro, B.; Agee, J.K. 2006.
Simulation of long-term landscapelevelfuel treatment effects on large wildfires. In:
Andrews, P.L., Butler, B.W. (eds) Fuels Management-How toMeasure Success:
Conference Proceedings. 28-30 March 2006; Portland, OR.USDA Forest Service,
RMRS-P-41.809 p. (Fort Collins, CO) p125-148.
Flannigan, M.D.; Stocks, B.J.; Wotton, B.M. 2000.Climate change and forest fires. Science
of the Total Environment 262: 221–229.
González-Cabán, A.; Sánchez, J.; Moya, D. 2011. Developing tools to improve forest
management in recreational and fire-prone areas in Southern California. In Proceedings
of MEDECOS XII: Linking Science to Resource Management.The International
Mediterranean Ecosystems Conference. September 6-9, 2011 – Los Angeles, California,
United States.
Baerenklau, K.A.; Gonzalez-Caban, A.; Paez, C.; Chavez, E. 2010. Spatial allocation of
forestrecreation value. Journal of Forest Economics 16: 113–126.
McGaughey, R.J. 1997. Visualizing forest stand dynamics using the stand visualization
system.In Proceedings of the 1997 ACSM/ASPRS Annual Convention and Exposition;
266
Memorias del Cuarto Simposio Internacional Sobre Políticas, Planificación y Economía de los
Incendios Forestales: Cambio Climático e Incendios Forestales
April 7-10, 1997; Seattle, WA. Bethesda, MD: American Society of Photogrammetry
and RemoteSensing. 4:248-257.
McGaughey, R.J. 2002.Creating visual simulations of fuel conditions predicted by the fire
and fuels extension to the forest vegetation simulator. In: Crookston, N. L., Havis, R. N.
(compilers) Second Forest Vegetation Simulator Conference. USDA Forest Service,
Rocky Mountain Research Station, Fort Collins CO. RMRS-P-25.208p.
Rodríguez y Silva, F.; Molina Martínez, J.R. 2007. Cartografía de modelos de combustible
para la defensa contra incendios forestales. InProceedings of the 4th International
Wildland Fire Conference, Sevilla, Spain.
USDA Forest Service Region 5. 2011. USDA-Forest Service, Pacific Southwest Region,
Remote
Sensing
Lab.
Accesed
30
May
2001.
http://www.fs.fed.us/r5/rsl/clearinghouse/gis-download.shtml.
Wohlgemuth, P.M.; Beyers, J.L.; Hubbert, K.R. 2009. Rehabilitation strategies after fire:
the California, USA experience. In: Cerdá, A.; Robichaud, P.R. (eds). Fire effects on
soils and restoration strategies. Enfield, NH: Science Publishers. pp. 511-536.
Zimmerman, D.E.; Akerelrea, C.; Smith, J.K.; O’Keefe, G.J.2006.Communicating Forest
Management Science and Practices through Visualized and Animated Media
Approaches to Community Presentations. An Exploration and Assessment.Science
Communication27 (4): 514-539.
267