Forest fires induced changes in water and sediment connectivity and routing in forested catchments - (:unkn) unknown (My University, 2025)
A nivel mundial existen multiples inidcadores que evidencian el aumento en la frecuencia e intensidad de incendios forestales. Esto también es cierto en Chile, donde el área promedio afectada por los incendios forestales fue de aproximadamente 181 mil hectáreas en el período de seis años entre 2016-2017 y 2022-2023. Los incendios forestales inducidos por el cambio climático, pero también por intervenciones humanas, alteran los feedbacks piroecohidrológicos; debido a los cambios en las relaciones entre el clima, el fuego y la vegetación. Por lo anterior, los bosques pueden dejar de mantener la resiliencia ecológica de ecosistemas. En Chile, los incendios están modificando la conectividad del agua y los sedimentos al alterar las formas del terreno y los procesos que regulan tanto la transferencia de agua como de sedimentos. Para obtener una comprensión más profunda del problema, tanto las propiedades estructurales (por ejemplo, el uso del suelo, los cambios en el uso del suelo, la topografía) como los procesos deben abordarse de manera integral. Con este fin, es necesario avanzar de una representación estática a una representación dinámica de las relaciones entre las fuentes de sedimentos, la ruta del agua y los aspectos estructurales y funcionales del cauce. La mayoría de los estudios en cuencas describen que la escorrentía superficial es la culpable de alimentar los sedimentos a los arroyos. Pero el modelado hidrológico y los procesos dentro de los suelos, como la infiltración de agua, han demostrado que la escorrentía superficial ocurre en las secciones de pendiente más bajas y cercanas, lo que está estrechamente relacionado con el concepto de área de fuente variable, que está fuertemente relacionado con el área ribereña. Este concepto explica cómo durante las tormentas, las secciones más bajas de la pendiente proporcionan agua de escorrentía superficial a la corriente, ya que están saturadas de agua. Los estudios hidrológicos posteriores a un incendio a menudo se enfocan en las respuestas del flujo máximo de la corriente a los cambios en la generación de escorrentía o en la respuesta del rendimiento anual del flujo de la corriente a los cambios en la evapotranspiración después del incendio. Sin embargo, la magnitud y la duración de los efectos del fuego sobre los cambios en el enrutamiento superficial y subterráneo, la recarga de aguas subterráneas, las consecuencias de los flujos bajos de los arroyos originados predominantemente por el flujo base y el enrutamiento de sedimentos son poco conocidos. El presente estudio se centrará en investigar los patrones y procesos de escorrentía en las laderas (o conectividad flujo-proceso), y los controles topográficos (conectividad terreno), y los impactos de los incendios forestales en la conectividad agua/sedimento y enrutamiento en cuencas boscosas. Nuestra hipótesis es que los incendios forestales alteran la conectividad de la ladera al canal y del canal a la salida de la captación, modificando los balances de agua, las proporciones de escorrentía superficial/subsuperficial y aumentando las áreas de origen y los flujos de sedimentos. Esta hipótesis general se amplía en las siguientes hipótesis específicas: H1) La eliminación de vegetación por los incendios expone el suelo que desarrolla superficies hidrofóbicas que limitan la infiltración y aumentan la escorrentía superficial, las áreas de origen de sedimentos y las exportaciones de sedimentos de cuencas perturbadas; H2) Las características superficiales y subsuperficiales (pendientes, configuraciones de valles, recuperación de la vegetación, tipos de suelo, profundidades del suelo) también pueden controlar los efectos posteriores al incendio a corto plazo y la recuperación posterior a la perturbación; H3) La conectividad entre el canal y la salida de la cuenca depende no solo de los flujos de agua y sedimentos, sino también de la configuración de los suelos de los valles (valles más anchos frente a los más angostos), la presencia de madera y la vegetación ribereña; y H4) La combinación de estudios experimentales con el modelado permitirá la prueba de suposiciones con respecto a los umbrales y controles de conectividad, así como la ampliación de la escala de la ladera a la de la cuenca. Mientras que el objetivo principal del proyecto es, por lo tanto, investigar la conectividad del agua y los sedimentos de las laderas y los arroyos en las cuencas de captación afectadas por incendios, y dilucidar los factores impulsores que pueden explicar los efectos posteriores al incendio a corto plazo y la recuperación posterior a la perturbación. El proyecto se desarrollará en 6 cuencas experimentales bajo operaciones de plantaciones forestales. Las cuencas tienen largos registros de datos de lluvia y descarga, modelos digitales de elevación de alta resolución e inventarios forestales. Tres de estas cuencas se vieron afectadas por los incendios de 2022-2023. Los resultados de este proyecto ayudarán a avanzar hacia la cuantificación de la conectividad del agua y los sedimentos, y los cambios asociados a los incendios forestales, que de hecho brindarán beneficios para que los administradores de cuencas definan claramente los puntos críticos que deben ser cuidadosamente considerados, optimizando las intervenciones considerando tanto aspectos técnicos como económicos. y ventajas económicas. Cabe destacar que este proyecto participaré como coinvestigador, ya que el investigador principal es el Dr. Andrés Iroumé de la Universidad Austral de Chile.
Keywords: Forest Fires; Water and Sediment Connectivity; Forested Catchments; Hydrology; Hydrological Modelling; Tracers