Análisis del comportamiento de Mus spretus en la selección, manejo y gestión de bellotas del género Quercus

Las especies del género Quercus son de gran valor ecológico y económico, por lo que han sido objeto de numerosos estudios científicos relacionados con la conservación y gestión forestal. Una de las fases más limitantes en la regeneración natural de quercíneas en ambientes mediterráneos es la fase de reclutamiento, para lo que es necesario previamente que las semillas alcancen micrositios favorables para poder germinar y establecerse, jugando un papel crucial en dicho proceso los dispersantes. El efecto de los roedores en la configuración de las comunidades de quercíneas dependerá de sus preferencias a la hora de seleccionar bellotas, de su conducta en el manejo y procesado durante su consumo, y del comportamiento del roedor en la gestión de las bellotas en los almacenes; aspectos todos ellos que se analizan en el presente estudio. Para ello se diseñaron ocho experimentos de laboratorio con el objetivo de evaluar de forma explícita el comportamiento de cinco Mus spretus sin experiencia previa en el consumo de bellotas. Los resultados muestran que el ratón moruno selecciona las bellotas en función de la especie disponible, pero no existe una relación clara con el tamaño de la bellota, existiendo otros factores que pueden influir en la selección como la concentración de taninos o la dureza del endocarpio. El análisis del comportamiento en la gestión de almacenes sugiere que Mus spretus utiliza despojos de bellotas para evitar los robos en las madrigueras y, así, preservar las bellotas enteras y mejor conservadas. La evaluación de la forma y manejo de las bellotas en el consumo indican que Mus spretus sigue unas conductas destinadas a preservar el embrión, ligado este comportamiento a la especie de Quercus. Los experimentos muestran una significativa preferencia por las bellotas de Quercus ilex, lo que ayudaría a explicar su dominancia en los bosques mixtos compuestos por especies de Quercus.Departamento de Producción Vegetal y Recursos ForestalesMáster en Investigación en Ingeniería para la Conservación y Uso Sostenible de Sistemas Forestale

Aplicación de herramientas de teledetección multiescala para la caracterización espacial de indicadores y condicionantes del impacto ecológico de los incendios forestales

106 p.[ES] En las últimas décadas, la actividad antropogénica ha causado cambios notables en los atributos del régimen de incendios en los países de la cuenca del Mediterráneo occidental, debido principalmente a la pérdida de usos tradicionales derivados del abandono rural, el cambio climático y la falta de estrategias de gestión forestal adecuadas, lo que ha llevado a una acumulación de biomasa propensa a incendios. El nuevo régimen de incendios, caracterizado por un aumento en la frecuencia de incendios forestales extensos y severos, afecta a importantes funciones y servicios de los ecosistemas, con impactos sin precedentes a nivel socioeconómico. Este hecho es especialmente relevante en las zonas de interfaz urbano-forestal (WUI), donde los incendios forestales extremos representan una grave amenaza para la vida humana y los bienes. En este contexto, la caracterización espacial del impacto inducido por el fuego, comúnmente como como severidad del fuego, es crucial para proporcionar una base científica que permita diseñar estrategias de gestión forestal adecuadas que mejoren la respuesta adaptativa de los ecosistemas a los regímenes de incendios actuales. Los métodos de campo se consideran muy fiables para evaluar los impactos en la vegetación y el suelo en paisajes quemados, aunque a menudo carecen de la exhaustividad espacial que permita evaluar incendios forestales de gran tamaño. Por ello, los métodos de teledetección han surgido como herramientas fiables el seguimiento y la cuantificación de la severidad a gran escala debido a su rentabilidad y su naturaleza sinóptica. En este contexto, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral es el desarrollo de nuevas técnicas de teledetección multiescala dirigidas a identificar indicadores espaciales de los impactos ecológicos inducidos por el fuego y evaluar los impulsores del comportamiento extremo de los incendios forestales bajo diferentes regímenes de fuego a lo largo de un gradiente climático ibérico, con especial atención a las WUIs debido a su alta vulnerabilidad socioeconómica. En primer lugar, se pretendió mejorar la estimación de la severidad del fuego en los suelos forestales, que son compartimentos críticos del ecosistema que impulsan las funciones y procesos del ecosistema, vinculando indicadores ecológicos de la severidad con la señal espectral de productos de teledetección de muy alta resolución espacial obtenidos con vehículos aéreos no tripulados (UAV) (Artículos I y II). La severidad del fuego en el suelo se evaluó en el campo 1 mes después de un incendio forestal a través de un Índice Compuesto de Severidad en el Suelo (CBSI), y de un conjunto de indicadores individuales (profundidad y cobertura de la capa de cenizas, cobertura de restos finos, cobertura de restos gruesos y profundidad de suelo desestructurado). Además, se analizaron propiedades de suelo potencialmente indicadoras de cambios inducidos por el fuego: diámetro medio ponderado (MWD), contenido de humedad del suelo (SMC) y carbono orgánico del suelo (SOC). Simultáneamente, se recolectaron imágenes multiespectrales posteriores al incendio del sensor satelital Sentinel-2A MSI (resolución espacial moderada) e imágenes RGB y multiespectrales procedentes de un vuelo UAV (resolución espacial muy alta). Se ha encontrado que los productos multiespectrales UAV tenían mejor rendimiento para estimar la variación del impacto del fuego en el suelo que los productos RGB, estando más relacionados con índices multi-integrados (es decir, CBSI) que con indicadores individuales (Artículo I). La profundidad y la cobertura de cenizas fueron los indicadores más representativos de los efectos del fuego en los suelos. La inclusión de datos de teledetección espacial y espectral mejorados mediante técnicas novedosas de teledetección, como la fusión de imágenes de Sentinel-2 y UAV, mejoró significativamente la predicción de las propiedades del suelo sensibles al fuego, relacionadas en gran medida con la severidad, principalmente el SOC (Artículo II). Este enfoque proporciona una herramienta importante para estimar los impactos del fuego en paisajes complejos y heterogéneos afectados por incendios de severidad mixta, y, en consecuencia, para identificar áreas prioritarias donde se deben implementar acciones de restauración posteriores al incendio. Una vez que se caracterizó adecuadamente el impacto ecológico potencial de los incendios forestales de alta severidad, se estudió que cambios del régimen de incendios pueden dirigir el comportamiento extremo del fuego, aspecto que se ha evaluado a lo largo de un gradiente climático Atlántico-Transición-Mediterráneo en la Península Ibérica (Artículo III), caracterizado por la ocurrencia de eventos extremos de incendios forestales en los últimos años. Con este propósito, se analizaron (i) los patrones de variación de los atributos temporales (recurrencia y tiempo desde el último incendio) y de magnitud (severidad de la quema) del régimen de incendios durante 35 años, utilizando para ello los perímetros históricos de incendios forestales derivados de la colección de imágenes de satélite Landsat, y (ii) la relación entre el régimen de incendios y las características de la vegetación previas al incendio que controlan el comportamiento extremo del fuego. Se seleccionaron ocho incendios extremos que ocurrieron durante el período 2017-2022, en los cuales se caracterizó tanto (i) el tipo y la estructura de los combustibles previos al incendio mediante técnicas de clasificación de imágenes y modelos de transferencia radiativa (RTMs), como (ii) el impacto ecológico a través del índice de Severidad de Diferencia Normalizada (dNBR) derivado de imágenes bitemporales del sátelite Sentinel-2 MSI. La recurrencia de incendios mostró la misma tendencia descendente en el tiempo a lo largo del gradiente climático, pero los patrones temporales de la severidad diferían significativamente entre las áreas Atlánticas y Mediterráneas. Los cambios observados en los atributos del régimen de incendios tuvieron una influencia notable en la formación de tipos de combustibles y en los patrones de acumulación en el paisaje propicios para el comportamiento extremo del fuego, pero siguiendo distintas vías en función del contexto ambiental. En las áreas Atlánticas, los incendios recurrentes de baja a moderada severidad pueden promover transiciones forestales hacia estados estables de matorrales propensos a retroalimentaciones de alta severidad en incendios posteriores. Un patrón similar se observó en los matorrales Mediterráneos y de Transición después de la ocurrencia repetida de incendios de alta severidad. En todas las condiciones climáticas, un largo periodo de tiempo transcurrido desde el último incendio de alta severidad puede favorecer la acumulación de combustibles en bosques de coníferas y matorrales, los cuales son altamente propensos al comportamiento extremo del fuego. Por último, se ha ampliado el conocimiento científico generado sobre los contextos biológicos que definen el comportamiento extremo del fuego en áreas de interfaz urbano-forestal con el fin de identificar los escenarios propensos a una alta severidad en las áreas de WUI debido a la creciente preocupación sobre las implicaciones socioeconómicas y ambientales (Artículo IV). Con este propósito, se eligieron catorce grandes incendios forestales ocurridos entre 2016 y 2021 en toda España que abarcaron diferentes tipologías de áreas de WUI. Utilizando criterios de densidad y distancia entre edificios se diferenciaron áreas de WUI aisladas, dispersas, densas y muy densas, así mismo, se estimaron varias características de combustibles previos al incendio dentro de las áreas de WUI, para lo cual se utilizaron imágenes de satélite multiespectrales, siguiendo la metodología utilizada en el Artículo III. El efecto combinado de los patrones de combustibles previos al incendio y la densidad de edificios se utilizó para identificar los escenarios de WUI más propensos al comportamiento extremo del fuego. Las tipologías de WUI con edificios aislados, dispersos y agrupados de manera dispersa, rodeados de un denso matorral, fueron las que presentaron el mayor riesgo de incendio. Además, las áreas WUI dominadas por árboles dispersos con un sotobosque de matorral denso y continuo constituyeron otra tipología crítica propensa a impactos severos por incendios. Se ha puesto de relieve el papel de la gestión del combustible antes de los incendios para minimizar el riesgo para las vidas humanas y los bienes, en particular bajo la creciente presión humana en las zonas WUI. Los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral permiten predecir escenarios prioritarios para una planificación efectiva del uso del suelo, estrategias de prevención y gestión de incendios forestales, educación comunitaria y esfuerzos colaborativos en áreas WUI, lo cual es esencial para abordar los desafíos planteados por los incendios forestales de nueva generación a la población en las zonas rurales. Se destaca que la reducción de tipos de combustibles homogéneos, en particular los combustibles de matorral alrededor de áreas de WUI aisladas y dispersas, debe ser una línea de intervención prioritaria. Estas acciones deben centrarse en romper la continuidad horizontal de los combustibles y fomentar el desarrollo de mosaicos paisajísticos diversos para promover la resistencia y la capacidad de recuperación frente al fuego. Esto se puede lograr apoyando actividades sostenibles y tradicionales, como el pastoreo extensivo de ganado o acciones silvícolas, lo cual es esencial para la fijación de la población en áreas sociológicamente relevantes como las áreas WUI.[EN] In recent decades, anthropogenic activity has caused remarkable changes in the fire regime attributes in the western Mediterranean Basin, mainly due to the loss of traditional land use derived from rural abandonment, climate change and the absence of adequate forest management strategies, leading to a dense and continuous accumulation of fire-prone biomass. The new fire regime, characterized by an increase in the frequency of extensive and severe wildfires, affects important ecosystem functions and services, with unprecedented impacts at socioeconomic level. This fact is particularly relevant in wildland urban interface (WUI) areas, where extreme wildfires represent a serious threat to human life and assets. In this context, spatial characterization of fire-induced impact, commonly referred to as burn severity, is crucial to provide scientific basis to design appropriated forest management strategies that enhance adaptive responses to current fire regimes. Field methods are considered highly trustworthy for assessing the impacts on vegetation and soils in burned landscapes, though they often lack spatial exhaustiveness to evaluate large wildfires. Therefore, remote sensing methods have emerged as reliable tools for monitoring and quantifying burn severity because of their cost-effectiveness and synoptic nature. In this context, the main objective of this PhD Thesis is the development of new multiscale remote sensing techniques aimed to identify spatial indicators of fire-induced ecological impacts and evaluate the drivers of extreme wildfire behavior under different fire regimes along an Iberian climatic gradient, with particular focus in WUIs due to their high socioeconomic vulnerability. First, we aimed to improve the estimation of burn severity in forest soils, which are critical ecosystem compartments driving ecosystem functions and processes, by linking ecological indicators of burn severity with the spectral signal of very high spatial resolution remote sensing products obtained with unmanned aerial vehicles (UAV) (Articles I & II). Soil burn severity was assessed in the field 1-month after a wildfire through a Composite Burn Soil Index (CBSI) and, a set of individual indicators (ash depth, ash cover, fine debris cover, coarse debris cover and unstructured soil depth). Furthermore, indicative soil properties of fire-induced changes were analyzed: mean weight diameter (MWD), soil moisture content (SMC), and soil organic carbon (SOC). Simultaneously, post-fire multispectral images from the Sentinel-2A MSI satellite sensor, and RGB and multispectral images from a UAV survey were collected. We found that UAV multispectral products had a better performance than RGB products for estimating fire impacts on soils, being more related to integrative indices (ie., CBSI) than to individual indicators (Article I). Depth and ash cover were the most representative indicators of fire effects on soils. The inclusion of spatially and spectrally enhanced remote sensing data through novel remote sensing techniques, such as the fusion of Sentinel-2 and UAV images, significantly improved the prediction of fire-sensitive soil properties highly related to burn severity, mainly SOC (Article II). This approach provides a powerful tool for estimating fire impacts in complex and heterogeneous landscapes affected by mixed severity wildfires, and consequently to identify priority areas where post-fire restoration actions need to be implemented. Once the potential ecological impact of high severity wildfires has been adequately characterized using new remote sensing techniques, we studied fire regime shifts conducive to extreme fire behavior along an Atlantic-Transition-Mediterranean climatic gradient in the Iberian Peninsula, characterized by the occurrence of extreme wildfire events in the last few years. For this purpose, we analyzed (i) the variation patterns of temporal (recurrence and time since last fire) and magnitude (burn severity) fire regime attributes over 35-years using historical wildfire scars derived from Landsat satellite imagery collection, and (ii) the link between fire regime and pre-fire vegetation characteristics controlling extreme fire behavior. We selected eight extreme wildfires occurring during the period 2017-2022, in which we characterized both (i) the pre-fire fuel type and structure by means of image classification techniques and radiative transfer models (RTMs), and (ii) the ecological impact through the differenced Normalized Burn Ratio (dNBR) derived from bi-temporal Sentinel-2 MSI images. Fire recurrence showed the same downward trend along the climatic gradient, burn severity trends significantly differed among Atlantic and Mediterranean areas. The observed shifts in fire regime attributes had a remarkable influence in shaping fuel types and build-up patterns in landscapes prone to extreme fire behavior along the climate gradient but following distinct pathways as a function of the environmental context. In Atlantic areas, recurrent wildfires of low to moderate severity may foster forest transitions to shrubland stable states prone to high burn severity feedback in subsequent wildfires. A similar pattern was observed in Mediterranean and Transition shrublands after the recurrence of high burn severity wildfires. Under all climatic conditions, long times since the last high-severity wildfires may enhance fuel build-up in conifer forests and shrublands highly prone to extreme fire behavior. Finally, we broadened the generated knowledge about the biophysical contexts shaping extreme fire behavior in wildland urban interface areas to identify the scenarios prone to high burn severity in WUI areas due the growing concern about the socio-economic and environmental implications (Article IV). For this purpose, we chose fourteen large wildfires occurred between 2016 and 2021 across Spain that encompassed different WUI typologies. Density and distance between buildings criteria was used to differentiate isolated, scattered, dense and very dense WUIs, while several pre-fire fuel characteristics inside WUI areas were estimated through multispectral satellite imagery, following the methodology used in the Article III. Then, the combined effect of pre-fire fuel and building density patterns was used to recognize the WUI scenarios most prone to extreme fire behavior. Isolated, scattered and sparsely clustered buildings enclosed in a dense shrub matrix were the WUI typologies with the highest fire hazard. Additionally, WUIs dominated by sparse trees with a dense and continuous shrubby understory constituted another critical typology prone to severe fire impacts. We highlighted the role of pre-fire fuel management to minimize the risk to human lives and assets, particularly under increasing human pressure in WUI areas. The results obtained in this PhD Thesis allowed to predict priority scenarios for effective land use planning, wildfire prevention and management strategies, community education, and collaborative efforts in WUI areas, which are essential to address the challenges posed by new-generation wildfires to population in rural areas. We emphasize that the reduction of homogeneous fuel types, particularly shrub fuels around isolated and dispersed WUIs must be a priority intervention line. These actions should focus on breaking the fuel horizontal continuity and encouraging the development of diverse landscape mosaics to foster resistance and resilience to fire. This target can be achieved by supporting sustainable and traditional activities such as extensive livestock grazing or silvicultural actions by work crews, which is essential for population fixation in sociologically relevant areas such as WUIs.Consejería de Educación de la Junta de Castilla y León y por el Fondo Social Europeo (EDU/556/2019)Ministerio de Ciencia e Innovación, y los Fondos de Nueva Generación de la Unión Europea (UE) en el marco del proyecto FIREMAP (TED2021-130925B-I00)Junta de Castilla y León en el marco de los proyectos SEFIRECYL (LE001P17) y WUIFIRECYL (LE005P20)Gobierno del Principado de Asturias, la Fundación para el Fomento de la Investigación Científica Aplicada y la Tecnología en Asturias (FICYT) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) en el marco del proyecto REWLDING (AYUD/2021/51261

Predicting potential wildfire severity across Southern Europe with global data sources

.The large environmental and socioeconomic impacts of wildfires in Southern Europe require the development of efficient generalizable tools for fire danger analysis and proactive environmental management. With this premise, we aimed to study the influence of different environmental variables on burn severity, as well as to develop accurate and generalizable models to predict burn severity. To address these objectives, we selected 23 wildfires (131,490 ha) across Southern Europe. Using satellite imagery and geospatial data available at the planetary scale, we spatialized burn severity as well as 20 pre-burn environmental variables, which were grouped into climatic, topographic, fuel load-type, fuel load-moisture and fuel continuity predictors. We sampled all variables and divided the data into three independent datasets: a training dataset, used to perform univariant regression models, random forest (RF) models by groups of variables, and RF models including all predictors (full and parsimonious models); a second dataset to analyze interpolation capacity within the training wildfires; and a third dataset to study extrapolation capacity to independent wildfires. Results showed that all environmental variables determined burn severity, which increased towards the mildest climatic conditions, sloping terrain, high fuel loads, and coniferous vegetation. In general, the highest predictive and generalization capacities were found for fuel load proxies obtained though multispectral imagery, both in the individual analysis and by groups of variables. The full and parsimonious models outperformed all, the individual models, models by groups, and formerly developed predictive models of burn severity, as they were able to explain up to 95%, 59% and 25% of variance when applied to the training, interpolation and extrapolation datasets respectively. Our study is a benchmark for progress in the prediction of fire danger, provides operational tools for the identification of areas at risk, and sets the basis for the design of pre-burn management actions.S

Relevance of UAV and sentinel-2 data fusion for estimating topsoil organic carbon after forest fire

[EN] The evaluation at detailed spatial scale of soil status after severe fires may provide useful information on the recovery of burned forest ecosystems. Here, we aimed to assess the potential of combining multispectral imagery at different spectral and spatial resolutions to estimate soil indicators of burn severity. The study was conducted in a burned area located at the northwest of the Iberian Peninsula (Spain). One month after fire, we measured soil burn severity in the field using an adapted protocol of the Composite Burn Index (CBI). Then, we performed soil sampling to analyze three soil properties potentially indicatives of fire-induced changes: mean weight diameter (MWD), soil moisture content (SMC) and soil organic carbon (SOC). Additionally, we collected post-fire imagery from the Sentinel-2A MSI satellite sensor (10–20 m of spatial resolution), as well as from a Parrot Sequoia camera on board an unmanned aerial vehicle (UAV; 0.50 m of spatial resolution). A Gram-Schmidt (GS) image sharpening technique was used to increase the spatial resolution of Sentinel-2 bands and to fuse these data with UAV information. The performance of soil parameters as indicators of soil burn severity was determined trough a machine learning decision tree, and the relationship between soil indicators and reflectance values (UAV, Sentinel-2 and fused UAV-Sentinel-2 images) was analyzed by means of support vector machine (SVM) regression models. All the considered soil parameters decreased their value with burn severity, but soil moisture content, and, to a lesser extent, soil organic carbon discriminated at best among soil burn severity classes (accuracy = 91.18 %; Kappa = 0.82). The performance of reflectance values derived from the fused UAV-Sentinel-2 image to monitor the effects of wildfire on soil characteristics was outstanding, particularly for the case of soil organic carbon content (R2 = 0.52; RPD = 1.47). This study highlights the advantages of combining satellite and UAV images to produce spatially and spectrally enhanced images, which may be relevant for estimating main impacts on soil properties in burned forest areas where emergency actions need to be applied.S

Fire regime attributes shape pre-fire vegetation characteristics controlling extreme fire behavior under different bioregions in Spain

[EN] Background Designing effective land management actions addressed to increase ecosystem resilience requires us to understand how shifting fire regimes are shaping landscapes. In this study, we aim to assess the link between fire regime and pre-fire vegetation biophysical characteristics (type, amount, and structure) in controlling extreme fire behavior across Atlantic-Transition-Mediterranean bioregions in Spain marked by different summer drought conditions and dominant plant regenerative traits. We used remote sensing metrics to estimate fire severity and pre-fire vegetation characteristics in eight study areas recently affected by large and highly severe wildfires under different environmental contexts. Furthermore, to account for fire regime attributes, we retrieved, for each target wildfire, the perimeter of the past wildfires that occurred between 1985 and 2022 and calculated fire recurrence, the time the since last fire (TSLF), and fire severity of previous wildfires (FSPW). The effect of fire regime attributes on pre-fire vegetation was examined using generalized linear mixed models (GLMMs). Results During the study period, fire recurrence decreased significantly in all bioregions analyzed. Fire severity increased under Atlantic conditions and decreased under Mediterranean environmental context, where the time since the last fire was the highest. Pre-fire fuel type and amount were identified as primary drivers of fire severity, being both strongly modulated by fire regime but following distinct mechanisms depending on the environmental context of each bioregion. In Atlantic sites, more frequent past wildfires of low to moderate fire severity were associated with a greater dominance of fire-prone shrublands with moderate fuel amounts, which increases the risk of severe wildfires. Similar trends occurred in Transition and Mediterranean sites but under the previous occurrence of highly severe wildfires. Specifically, long times after highly severe wildfires (> 30 years) increased fuel amount in conifer-dominated ecosystems in all bioregions analyzed, heightening susceptibility to extreme fire behavior. Conclusions Our findings highlight that fire-prone ecosystems need adaptative management strategies to mitigate the effects of fire regime changes, but these actions should be specific to the climatic and ecological context[ES] Antecedentes. El diseño de acciones efectivas de manejo de tierras para incrementar la resiliencia de los ecosistemas, requiere que entendamos cómo el cambio en los regímenes de fuego está modelando los paisajes. En este estudio, buscamos determinar la relación entre el régimen de fuego y las características biofísicas de la vegetación pre-fuego (tipo, cantidad, estructura) en el control de fuegos de comportamiento extremo a través de las biorregiones Atlántica-Transicional-Mediterránea de España, marcadas por diferentes condiciones de sequía durante el verano y las características vegetativas de las especies de plantas dominantes. Usamos las mediciones de sensores remotos para estimar la severidad del fuego y las características de la vegetación en el pre-fuego, en ocho áreas afectadas por incendios grades y severos ocurridos bajo diferentes contextos ambientales. Además, para tener en cuenta los atributos del régimen de fuegos, recuperamos, para cada fuego seleccionado, el perímetro de los fuegos pasados que ocurrieron entre 1985 y 2022 y calculamos la recurrencia del fuego, el tiempo desde el último incendio (TSLF), y la severidad de los fuegos previos (FSPW). El efecto de los atributos del régimen de fuegos sobre la vegetación pre-fuego fue examinada usando modelos lineales generalizados (GLMMs). Resultados. Durante el período de estudio, la recurrencia del fuego decreció significativamente en todas las biorregiones analizadas. La severidad del fuego creció bajo condiciones Atlánticas y decreció bajo contextos ambientales Mediterráneos, donde el tiempo desde el último fuego fue el más alto. Los tipos de combustibles en el pre-fuego y su cantidad fueron identificados como los principales conductores de la severidad del fuego, siendo ambos fuertemente modulados por el régimen de fuego aunque siguiendo distintos mecanismos dependiendo del contexto ambiental de cada biorregión. En sitios Atlánticos, los fuegos pasados más frecuentes de moderada a baja severidad fueron asociados con una dominancia mayor de arbustales propensos al fuego con cantidades moderadas de combustible, lo cual incrementa el riesgo de incendios severos. Tendencias similares ocurren en sitios de Transición y Mediterráneos, aunque bajo la ocurrencia de fuegos altamente severos. Específicamente, tiempos largos luego de fuegos altamente severos (> 30 años) incrementaron la cantidad de combustible en ecosistemas dominados por coníferas en todas las biorregiones analizadas, elevando la susceptibilidad a fuegos de comportamiento extremo. Conclusiones. Nuestros resultados enfatizan que los ecosistemas propensos al fuego necesitan de estrategias de manejo adaptativo para mitigar los efectos de los cambios en los regímenes de fuegos, aunque esas acciones debieran ser específicas dentro de los contextos climáticos y ecológicosSIThis study was financially supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation in the framework of LANDSUSFIRE project (PID2022-139156OB-C21, PID2022-139156OB-C22) within the National Program for the Promotion of Scientific-Technical Research (2021–2023); by the Spanish Ministry of Science and Innovation and the Next-Generation Funds of the European Union (EU) in the framework of the FIREMAP project (TED2021-130925B-I00); by the Regional Government of the Principality of Asturias, the Foundation for the Promotion of Applied Scientific Research and Technology in Asturias (FICYT) and the European Regional Development Fund (ERDF) in the framework of the REWILDING project (AYUD/2021/51261); by the Regional Government of Castile and León in the framework of the IA-FIREXTCyL project (LE081P23); and by Portuguese funds through FCT-Portuguese Foundation for Science and Technology, project UIDB/04033/2020 (DOI:https://doi.org/10.54499/UIDB/04033/2020). David Beltrán-Marcos was supported by a pre-doctoral contract from the Regional Government of Castile and León co-financed by the European Social Fund (EDU/556/2019

Mapping Soil Burn Severity at Very High Spatial Resolution from Unmanned Aerial Vehicles

ArtículoThe evaluation of the effect of burn severity on forest soils is essential to determine the impact of wildfires on a range of key ecological processes, such as nutrient cycling and vegetation recovery. The main objective of this study was to assess the potentiality of different spectral products derived from RGB and multispectral imagery collected by unmanned aerial vehicles (UAVs) at very high spatial resolution for discriminating spatial variations in soil burn severity after a heterogeneous wildfire. In the case study, we chose a mixed-severity fire that occurred in the northwest (NW) of the Iberian Peninsula (Spain) in 2019 that affected 82.74 ha covered by three different types of forests, each dominated by Pinus pinaster, Pinus sylvestris, and Quercus pyrenaica. We evaluated soil burn severity in the field 1 month after the fire using the Composite Burn Soil Index (CBSI), as well as a pool of five individual indicators (ash depth, ash cover, fine debris cover, coarse debris cover, and unstructured soil depth) of easy interpretation. Simultaneously, we operated an unmanned aerial vehicle to obtain RGB and multispectral postfire images, allowing for deriving six spectral indices. Then, we explored the relationship between spectral indices and field soil burn severity metrics by means of univariate proportional odds regression models. These models were used to predict CBSI categories, and classifications were validated through confusion matrices. Results indicated that multispectral indices outperformed RGB indices when assessing soil burn severity, being more strongly related to CBSI than to individual indicators. The Normalized Difference Water Index (NDWI) was the best-performing spectral index for modelling CBSI (R2cv = 0.69), showing the best ability to predict CBSI categories (overall accuracy = 0.83). Among the individual indicators of soil burn severity, ash depth was the one that achieved the best results, specifically when it was modelled from NDWI (R2cv = 0.53). This work provides a useful background to design quick and accurate assessments of soil burn severity to be implemented immediately after the fire, which is a key factor to identify priority areas for emergency actions after forest fires.S

Transhumant Sheep grazing enhances ecosystem multifunctionality in productive mountain grasslands: a case study in the Cantabrian Mountains

.Understanding the effects of traditional livestock grazing abandonment on the ability of mountain grasslands to sustain multiple ecosystem functions (ecosystem multifunctionality; EMF) is crucial for implementing policies that promote grasslands conservation and the delivery of multiple ecosystem services. In this study, we evaluated the effect of short- and long-term transhumant sheep abandonment on EMF through a grazing exclusion experiment in a grassland of the Cantabrian Mountains range (NW Spain), where transhumant sheep flocks graze in summer. We considered four key ecosystem functions, derived from vegetation and soil functional indicators measured in the field: (A) biodiversity function, evaluated from total plant species evenness, diversity and richness indicators; (B) forage production function, evaluated from cover and richness of perennial and annual herbaceous species indicators; (C) carbon sequestration function, evaluated from woody species cover and soil organic carbon indicators; and (D) soil fertility function, evaluated from NH4C-N, NO3-N, P and K content in the soil. The EMF index was calculated by integrating the four standardized ecosystem functions through an averaging approach. Based on linear mixed modeling we found that grazing exclusion induced significant shifts in the considered individual ecosystem functions and also on EMF. Long-term livestock exclusion significantly hindered biodiversity and forage production functions, but enhanced the carbon sequestration function. Conversely, the soil fertility function was negatively affected by both short- and long-term grazing exclusion. Altogether, grazing exclusion significantly decreased overall EMF, especially in long-term livestock exclusion areas, while the decline in EMF in short-term exclusions with respect to grazed areas was marginally significant. The results of this study support the sustainability of traditional transhumance livestock grazing for promoting the conservation of grasslands and their ecosystem function in mountain regions.S

Silica-based powders and monoliths with bimodal pore systems

Porous pure and doped silicas with pore sizes at two length scales (meso/macroporous) have been prepared and shaped both as powders and monoliths through a one-pot surfactant assisted procedure by using a simple template agent and starting from atrane complexes as inorganic precursors.El Haskouri, Jamal, [email protected] ; Latorre Saborit, Julio, [email protected] ; Beltran Porter, Aurelio, [email protected] ; Beltran Porter, Daniel, [email protected] ; Amoros del Toro, Pedro Jose, [email protected]

Using remote sensing methods to study the relationship between fire history and burn severity

Este libro recoge las contribuciones científicas presentadas en el XVIII Congreso de la Asociación Española de Teledetección, celebrado en Valladolid entre el 25 y el 27 de septiembre de 2019[ES] Los regímenes de incendios en la Cuenca Mediterránea se están modificando debido a cambios en el clima y en los usos del suelo. Estos cambios pueden comprometer la capacidad de la vegetación para recuperarse, por lo que su estudio es de gran interés. El objetivo de este trabajo es caracterizar los atributos del régimen de incendios (tiempo desde el último incendio, recurrencia y severidad) mediante técnicas de teledetección, así como analizar la relación ente la historia de incendios (tiempo desde el último incendio y recurrencia de incendios) y la severidad del fuego. Para ello se seleccionaron dos grandes incendios ocurridos en la Península Ibérica: el incendio de La Cabrera (9939 ha) y el incendio de Gátova (1414 ha). En cada una de las zonas se caracterizó el régimen de incendios utilizando la serie temporal de imágenes Landsat 1984-2017 (sensores TM, ETM+ y OLI). Los resultados mostraron una alta heterogeneidad espacial en relación con los tres atributos del régimen de incendios en ambas zonas de estudio. La Cabrera mostró una amplia variedad de situaciones, con periodos libres de incendios entre O y 33 años y recurrencias entre 1 y 7 incendios. En Gátova predominaron los periodos libres de fuego largos(> 20 años) y la baja recurrencia (1-2 incendios). La variación espacial de la severidad mostró una distribución por categorías equitativa en ambos incendios. El análisis de la relación entre los parámetros de la historia de incendios y la severidad del fuego mostró en ambas zonas de estudio que las severidades más altas se alcanzaron en las zonas que se quemaron hace 15-20 años, mientras que las zonas recientemente quemadas y las no quemadas anteriormente presentaron severidades menores. Este estudio demuestra la capacidad de las imágenes Landsat para analizar los potenciales condicionantes de la severidad del fuego en grandes incendios forestales[EN] Fire regimes in the Mediterranean Basin are changing owing to shifis in climate and land use. These changes in fire regimes might hinder the capacity of vegetation to recover after disturbances, being their study of great interest. The objective of this work is to characterize the fire regime attributes (time since the last fire, fire recurrence and burn severity) by means of remate sensing, as well as to analyse the relationship between the fire history parameters (time since the lastfire andfire recurrence) and burn severity. We selected two largefires in the Iberian Península: La Cabrera wildfire (9939 ha) and Gátova wildfire (1414 ha). In each study site we characterize the fire regime attributes using Landsat imagery from 1984 to 2017 (TM, ETM + and OLI sensors). Results showed a high spatial heterogeneity in both study sites in relation to the three fire regime attributes. La Cabrera showed a wide variety of situations, comprising fire-free periods between O and 33 years and fire recurrences between 1 and 7 fires. In Gátova, long free fire periods (>20 years) and low recurrences (1-2 fires) prevailed Burn severity levels (low, moderate and high) were equitably represented in both fires. The analysis of the relationship between the fire history parameters and the severity of the last fire indicated that, in both study sites, the highest severities were reached in the areas that were burned 15-20 years ago, while the recently burned areas and the most mature areas had the lowest severities. This study demonstrates the ability of Landsat imagery to analyse the fire history and its relationship with burn severityEste estudio ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional mediante el proyecto FIRESEVES (AGL2017-86075-C2-1-R), y por la Junta de Castilla y León a través del proyecto SEFIRECYL (LE001P17). Víctor Fernández-García y José Manuel Fernández Guisuraga disfrutan de contratos predoctorales del Ministerio de Educación (FPU14/00636 y FPU16/03070 respectivamente). David Beltrán-Marcos y Rayo PintoPrieto disfrutan de contratos de personal técnico de apoyo a la investigación dentro del Sistema Nacional de Garantía Juvenil y cofinanciados por el Fondo Social Europeo y la Iniciativa de Empleo Juvenil de la Junta de Castilla y Leó

Generalized “one-pot” preparative strategy to obtain highly functionalized silica-based mesoporous spherical particles

In this work we present a synthesis strategy for the preparation of Stöber-type mesoporous particles functionalized with inorganic species. The procedure is based on a combination of the Atrane and the Stöber methods. Both as a source of silicon and of the incorporated heteroelements (Fe, Zn, Al, Ti) the corresponding atrane complexes are used as hydrolytic reagents. These complexes are easily formed by reaction with triethanolamine. Mesoporosity is achieved using surfactant micelles as templates. Obtaining uniform spherical particles is achieved by optimizing the amount of water-ethanol in the reaction medium. The particle sizes have been modulated by controlling simple parameters such as reaction time or temperature. The incorporation of inorganic species is on many occasions incompatible with the preservation of spherical morphology, resulting in heterogeneous particles in shape and size and even phase segregation for high functionalization degrees. The methodology that we propose makes it possible to achieve a high concentration of highly dispersed heteroelements (even at molecular level), maintaining, to a large extent, both sphericity and particle size homogeneity. The Si/M molar ratios achieved are significantly lower (greater functionalization) than those usually reported in the literature. The strategy is generalizable for the incorporation of a great variety of elements, and specially for first row transition elements