Modelo de riesgo de fuego para la ecorregión de los llanos colombo-venezolanos

Abstract

While fire has been part of the natural history of ecosystems, those that go out of control often represent significant threats to public safety, infrastructure, biodiversity and forest resources (Martell, 2007), and are considered one of the most important disturbance factors, especially in tropical and subtropical areas (G. R. Van Der Werf et al., 2010). The ecoregion of the Colombian-Venezuelan plains is characterized by a constant presence of fires (Chacón et al., 2015) caused mainly by human action, derived from land management and preparation practices that include slashing and burning (Armenteras et al., 2005; Leal et al., 2019). This work evaluated fire risk in the region of the colombian-v.00enezuelan plains, based on the probability of occurrence (hazard) and vulnerability at the ecological level. In order to model the probability of occurrence, the automatic learning model Random Forest was implemented, fed with variables associated with topography, climate, vegetation and human presence. To evaluate ecological vulnerability, information regarding biodiversity, conservation and fragmentation in the study area was used. The results of the probability of occurrence model indicate that the most important variable is the NDWI (Normalized Difference Water Index), an index that has been shown to offer better results for estimating the moisture content of living fuel and predicting the risk of fire occurrence in the case of savannah ecosystems (Cheng et al., 2006; Verbesselt et al., 2006, 2007). Finally, both subindices were integrated into a total risk index in order to identify those areas where the occurrence of this type of event is most likely to result in significant ecological damage. The results show that the high and very high probability of occurrence zoning is represented by 544,498 and 499,740 ha respectively, while the high and very high vulnerability zoning is less than 64,500 and 2,298 ha. It was found that in some special management figures, such as El Tuparro National Park (Colombia), Cinaruco Integrated Management District (Colombia) and Cinaruco-Capanaparo National Park (Venezuela), very high probability zoning predominates, which for these areas represents 47.7%, 56.9% and 37.8% of the total area of each park. Evaluating fire risk is a key process within the context of controlling and managing this type of event and represents an important tool for planning on a regional scale. This evaluation allows, among other things, to assess the suitability of landscape protection measures and different types of coverage (Costa et al., 2011), to support planning and protection of forest areas, to take surveillance measures in high-risk areas, to reorganize slash-and-burn practices and to strategically allocate resources to deal with this type of disaster (You et al., 2017).

Si bien el fuego ha sido parte de la historia natural de los ecosistemas, aquellos que se salen de control suelen representar importantes amenazas para la seguridad pública, la infraestructura, la biodiversidad y los recursos forestales (Martell, 2007), considerándose uno de los factores de disturbio más importante, especialmente en zonas tropicales y subtropicales (Van Der Werf et al., 2010). La ecorregión de los llanos colombo-venezolanos se caracteriza por una constante presencia de fuegos (Chacón et al., 2015) causados principalmente por acción humana, derivados de las prácticas de manejo y preparación del suelo que incluyen la tala y quema (Armenteras et al., 2005; Leal et al., 2019). Este trabajo evaluó el riesgo de fuego en la región de los llanos colombo-venezolanos, a partir de la probabilidad de ocurrencia (peligro) y la vulnerabilidad a nivel ecológico. Con el fin de modelar la probabilidad de ocurrencia se implementó el modelo de aprendizaje automático Random Forest, alimentado con variables asociadas a topografía, clima, vegetación y presencia humana. Para evaluar la vulnerabilidad ecológica se empleó información referente a biodiversidad, conservación y fragmentación en el área de estudio. Los resultados del modelo de probabilidad de ocurrencia indican que la variable más importante es el índice NDWI (Normalized Difference Water Index: índice diferencial de agua normalizado), índice que se ha demostrado ofrece mejores resultados para estimar el contenido de humedad del combustible vivo y predecir el riesgo de ocurrencia de fuegos en el caso de ecosistemas de sabana (Cheng et al., 2006; Verbesselt et al., 2006, 2007). Finalmente ambos subíndices se integraron en un índice de riesgo total con el fin de identificar aquellas áreas dónde es más probable la ocurrencia de este tipo de eventos y que derive en importantes afectaciones ecológicas. Los resultados muestran que la zonificación de probabilidad de ocurrencia alta y muy alta están representadas en 544498 y 499740 ha respectivamente, mientras que la zonificación de vulnerabilidad alta y muy alta tiene una extensión menor a 64500 y 2298 ha. Se encontró que, en algunas figuras de manejo especial, como en el caso del Parque Nacional El Tuparro (Colombia), el Distrito de Manejo integrado Cinaruco (Colombia) y el Parque Nacional Cinaruco-Capanaparo (Venezuela) predomina la zonificación de probabilidad de ocurrencia muy alta, que para estás áreas representan el 47.7%, el 56.9% y el 37.8% del área total de cada parque. Evaluar el riesgo de fuego es un proceso clave dentro del contexto del control y gestión de este tipo eventos y representa una importante herramienta para la planeación a escala regional. Esta evaluación, permite entre otras cosas evaluar la idoneidad de las medidas de protección del paisaje y de los diferentes tipos de coberturas (Costa et al., 2011), apoyar en la planificación y protección de áreas forestales, tomar medidas de vigilancia de zonas de alto riesgo, reorganizar prácticas de tala y quema y asignar estratégicamente los recursos para la atención de este tipo de desastres (You et al., 2017)