Developing Allometric Volume-Biomass Equations to Support Fuel Characterization in North-Eastern Spain

Autor: Beatriz Duguy Pedra, Laura Fuentes Lopez, Jesus Godoy Puertas
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Ecologia mediterranea. 41:15-24
ISSN: 0153-8756
DOI: 10.3406/ecmed.2015.1239
Popis: As a consequence of the drastic land use changes which occurred in Spain, as in other northern Mediterranean countries, throughout the 20th century, high amounts of fuels accumulated in landscapes and large fires increased in the last decades causing the degradation of ecosystems and landscapes. This trend will likely be enhanced by climatic change, which makes necessary the design at the landscape level of new fire management strategies. Fire models appear as crucial tools for supporting that task. FARSITE is a spatially-explicit fire growth and behavior model initially validated in the USA and successfully calibrated for Mediterranean conditions afterwards. The goodness of its predictions is however strongly dependent on the accuracy of the fuel-related inputs. In that sense, the description of customized fire behavior fuel models for Mediterranean plant communities is essential. When describing custom fuel models a crucial parameter is fuel load for which plant aboveground fine biomass can be considered as a proxy. The development of allometries is a rapid and nondestructive method used for estimating aboveground biomass. The main objective of this study is to establish allometric equations accurately describing the relationship between the apparent volume and aerial total biomass, as well as fine and coarse biomass fractions, for two shrub species, which are very common in dry Mediterranean shrublands of Eastern Spain : Pistacia lentiscus and Ulex parviflorus. Several volume approaches (total and canopy volume) and geometric shapes were explored for estimating the apparent volume based on field-collected dimensional variables. For a given species and a given volume approach, all shapes led to very similar volume-biomass relationships. In most cases, the apparent volume was a very good predictive variable for the aerial biomass, with r2 values generally larger than 0.7. The power-function model applied with the canopy apparent volume predicted better the total and fine biomass fractions. The smallest predictive power was observed for allometric equations predicting the U. parviflorus coarse aerial biomass, which is likely due to the small relative presence of this fraction in this species. The volume-fine biomass allometric relationships appear as suitable tools for contributing to the description of shrubland-type custom fuel models that would result in more accurate fuel model maps and more reliable fire modeling predictions.
Les changements drastiques d’usage des terres qui ont eu lieu tout au long du XXe siècle en Espagne, comme dans d’autres pays de la Méditerranée nord, ont provoqué l’accumulation de grandes quantités de combustible dans les paysages et l’augmentation des grands feux de forêt dans les dernières décennies, ce qui a causé la dégradation des écosystèmes et des paysages. Cette tendance sera probablement accentuée par le changement climatique, ce qui rend nécessaire la conception de nouvelles stratégies de gestion du feu à l’échelle du paysage. Les modèles d’incendies sont des outils essentiels pour contribuer à cette tâche. FARSITE est un programme spatialement explicite de simulation de la propagation et du comportement du feu qui a été initialement validé aux États-Unis, puis calibré avec succès pour les conditions méditerranéennes. Néanmoins, l’adéquation de ses prédictions est fortement dépendante de la qualité des entrées associées aux combustibles. En ce sens, la description de modèles de combustible adaptés (i. e. non standard) pour les communautés végétales méditerranéennes est essentielle. Pour la description de modèles de combustible adaptés, la charge de combustible est un paramètre essentiel et la biomasse en éléments fins en surface peut être considérée comme un proxy. Le développement d’allométries est une méthode rapide et non destructive utilisée pour estimer la biomasse en surface. L’objectif principal de ce travail est d’établir des équations allométriques qui décrivent avec précision la relation entre le volume apparent et la biomasse totale en surface, ainsi que celle des fractions fines et grossières, pour deux espèces d’arbustes qui sont très communes dans les formations arbustives méditerranéennes de l’est de l’Espagne : Pistacia lentiscus et Ulex parviflorus. Plusieurs approches du volume (volume total et de canopée) et formes géométriques ont été explorées pour estimer le volume apparent à partir des variables dimensionnelles mesurées sur le terrain. Pour une espèce et un type de volume donnés, toutes les formes ont mené à des relations volume-biomasse très similaires. Dans la plupart des cas, le volume apparent a été une très bonne variable prédictive de la biomasse en surface, avec des valeurs de r2 généralement supérieures à 0,7. Le modèle potentiel appliqué avec le volume apparent de canopée est celui qui prédit le mieux les biomasses totales et éléments fins. La plus faible capacité de prédiction a été observée avec les équations allométriques de la biomasse grossière en surface d’U. parviflorus, ce qui est probablement dû à la faible présence relative de cette fraction dans cette espèce. Les relations allométriques volume-biomasse en éléments fins semblent donc des outils très appropriés pour contribuer à la description de modèles de combustible adaptés qui conduiraient à des cartes de modèles de combustibles plus précises et à des prédictions plus fiables des programmes de simulation du feu.
Duguy Pedra Beatriz, Godoy Puertas Jesus, Fuentes Lopez Laura. Developing Allometric Volume-Biomass Equations to Support Fuel Characterization in North-Eastern Spain. In: Ecologia mediterranea, tome 41 n°2, 2015. pp. 15-24.
Databáze: OpenAIRE
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