Wildfire risk management in southern European landscapes: Towards a long‐term comprehensive strategy

Abstract

Pocs incendis grans i destructius representen els impactes més negatius en els valors socioeconòmics i naturals de les zones mediterrànies. Com a conseqüència de l’augment de l’acumulació de biomassa en els paisatges culturals prèviament elaborats, aquests esdeveniments no característics que es produeixen en condicions meteorològiques extremes són resistents als esforços de supressió a causa de les brases massives de dutxa, les intensitats de foc aclaparadores i les taxes d’expansió molt elevades. D'altra banda, l'augment de les àrees d'interfície de zones silvestres-urbanes representa un factor condicionant que exigeix protecció i augmenta substancialment la complexitat de la gestió d'emergències. Les polítiques de prevenció d’ignició i de supressió d’incendis només resulten ineficaces per mitigar les pèrdues dels focs contemporanis.

En aquesta tesi he implementat un marc analític a escala múltiple per informar sobre la presa de decisions d’una estratègia de gestió de riscos d’incendis forestals amb l'objectiu de crear paisatges resistents al foc, restaurar el règim de foc cultural, donar suport a la supressió d’incendis segura i eficient i crear comunitats adaptades al foc. En descompondre el risc d'incendis forestals en els principals factors causals a les escales relacionades amb les capacitats de gestió dels diferents agents, des dels propietaris individuals fins als governs regionals, aquesta tesi intenta proporcionar una solució integral per aconseguir aquests objectius bàsics a mig termini a la Unió Europea del sud regions. Es va implementar un model de simulació contra incendis per obtenir els factors causals de risc requerits o els indicadors d’exposició. La propagació del foc i el comportament en grans àrees es van modelar tenint en compte els règims de bombers variables en termes d’estacionalitat, gran nombre de focs i distribució espacial. Les relacions de susceptibilitat definides per experts o models de mortalitat es van utilitzar per avaluar els efectes de foc com a possibles pèrdues econòmiques en valors de risc. A més, vam utilitzar una anàlisi de transmissió per definir els incendis de la comunitat i avaluar l'intercanvi de foc entre els municipis veïns. La gestió de combustibles és la principal estratègia de mitigació de riscos d'incendis forestals a escala paisatgística i s'han utilitzat models d'optimització espacial per ajudar en el disseny del tractament del paisatge estratègic i explorar les oportunitats de col·locació sota restriccions pressupostàries.

Els resultats es van proporcionar a les escales operatives adequades per informar de diferents estratègies de gestió d’incendis forestals. Els perfils d’exposició i l’avaluació de riscos a escales finals per a les estructures d’habitatges individuals i els valors dels boscos de fustes intenten promoure la participació dels propietaris i exigir les bones pràctiques dels gestors forestals amb l'objectiu de mitigar les pèrdues derivades dels incendis en el mateix lloc (unitats de tractament) i les terres veïnes. Els esforços de gestió dins de les àrees de planificació articulats com a projectes de planificació col·laborativa entre diversos agents socioeconòmics inclouen tractaments sobre el combustible del paisatge en llocs estratègics que redueixen la probabilitat general d’incendis forestals i la intensitat del foc, la planificació del paisatge per excloure àrees perilloses per al desenvolupament urbà, la preparació de la comunitat reduint la vulnerabilitat social i les ordenances del municipi a reduir la vulnerabilitat de l’habitatge. La producció conjunta de tractaments representa una oportunitat en ecosistemes forestals mediterranis multifuncionals per organitzar solucions complexes. La formulació de polítiques a escala regional dóna prioritat a nivell municipal a les diferents estratègies de gestió, com ara programes de prevenció d'ignició, pre-posicionament de recursos, assignació de subvencions per a tractaments de combustible i aplicació de la llei per a la gestió de combustibles en comunitats d'interfície de zones silvestres-urbanes amb major risc. Els diferents treballs es van desenvolupar en diverses àrees mediterrànies per ressaltar l'aplicabilitat del marc en altres llocs.

Pocos incendios grandes y destructivos representan la mayoría de los impactos negativos sobre los valores socioeconómicos y naturales en las áreas mediterráneas. Como resultado de la creciente acumulación de biomasa en los paisajes culturales que antes eran de grano fino, estos eventos no característicos que ocurren en condiciones climáticas extremas son resistentes a los esfuerzos de supresión debidos a las brasas de lluvia masiva, las intensidades de fuego abrumadoras y las tasas de propagación muy altas. Además, el aumento de las áreas de interfaz urbano-forestal representa un factor de condicionamiento que exige protección y aumenta sustancialmente la complejidad de la gestión de emergencias. Las políticas de prevención de ignición y extinción de incendios por sí solas resultan ineficaces para mitigar las pérdidas de incendios contemporáneos.

En esta Tesis, implementé un marco analítico de múltiples escalas para informar la toma de decisiones de una estrategia de gestión de riesgos de incendios forestales con el objetivo de crear paisajes resistentes a incendios, restaurar el régimen cultural de incendios, apoyar la supresión segura y eficiente de incendios y crear comunidades adaptadas a incendios. Al disolver el riesgo de incendios forestales en los principales factores causales en escalas relacionadas con las capacidades de gestión de los diferentes agentes, desde los propietarios individuales hasta los gobiernos regionales, esta tesis intenta ofrecer una solución integral para lograr esos objetivos centrales a medio plazo en el sur de la Unión Europea regiones. Se implementó un enfoque de modelado de simulación de incendios para obtener los factores causales de riesgo requeridos o las métricas de exposición. La propagación y el comportamiento de los incendios en grandes áreas se modelaron teniendo en cuenta los regímenes de incendios variables en términos de estacionalidad, gran número de incendios y distribución espacial. Las relaciones de susceptibilidad definidas por los expertos o los modelos de mortalidad se utilizaron para evaluar los efectos del fuego como posibles pérdidas económicas a valores en riesgo. Además, utilizamos un análisis de transmisión para delimitar las cuencas comunitarias y evaluar el intercambio de incendios entre los municipios vecinos. La gestión de combustibles es la principal estrategia de mitigación del riesgo de incendios forestales a escala del paisaje, y se utilizaron modelos de optimización espacial para ayudar en el diseño estratégico del tratamiento del paisaje y explorar oportunidades de colocación bajo restricciones presupuestarias.

Los resultados se proporcionaron en escalas operativas apropiadas para informar diferentes estrategias de manejo de incendios forestales. Los perfiles de exposición y la evaluación del riesgo a escalas finas para las estructuras de viviendas individuales y los valores forestales de los bosques de madera intentan promover la participación de los propietarios y demandan las buenas prácticas de los administradores forestales con el objetivo de mitigar las pérdidas por incendios encendidos en el mismo sitio (unidades de tratamiento) y las tierras vecinas. Los esfuerzos de gestión dentro de las áreas de planificación articulados como proyectos de planificación colaborativa entre diversos agentes socioeconómicos incluyen tratamientos de combustible de paisaje en lugares estratégicos que reducen la probabilidad general de incendios forestales y la intensidad de incendios, la planificación del paisaje para excluir áreas peligrosas para el desarrollo urbano, la preparación de la comunidad para reducir la vulnerabilidad social y las ordenanzas municipales para reducir la vulnerabilidad de la vivienda. El tratamiento conjunto de la producción representa una oportunidad en los ecosistemas forestales mediterráneos multifuncionales para organizar soluciones complejas. La formulación de políticas a escala regional prioriza a nivel municipal las diferentes estrategias de manejo, como los programas de prevención de ignición, el posicionamiento previo de recursos de supresión, la asignación de subsidios para tratamientos de combustible y la aplicación de la ley para el manejo de combustibles en comunidades de interfaz urbano-forestal en mayor riesgo. Los diferentes documentos se desarrollaron en varias áreas mediterráneas para resaltar la aplicabilidad del marco en otros lugares.

Few large and destructive fires account for most negative impacts on socioeconomic and natural values in Mediterranean areas. As a result of an increasing amount of biomass accumulation on the previously fine-grained cultural landscapes, these uncharacteristic events occurring under extreme weather conditions are resistant to suppression efforts due to massive showering embers, overwhelming fire intensities, and very high spread rates. Moreover, increasing wildland-urban interface areas represent a conditioning factor demanding protection and substantially increasing emergency management complexity. Ignition prevention and fire suppression policies alone result ineffective to mitigate losses from contemporary fires.

In this Thesis I implemented a multiple-scale analytical framework to inform the decision-making of a wildfire risk management strategy aiming at creating fire resilient landscapes, restoring the cultural fire regime, supporting safe and efficient fire suppression, and creating fire-adapted communities. By decomposing wildfire risk into the main causative factors at scales related to management capabilities for the different agents, from the individual homeowners to Regional Governments, this dissertation attempts to provide a comprehensive solution to achieve those core goals on the mid-term in southern European Union regions. A fire simulation modeling approach was implemented to obtain the required risk causative factors or exposure metrics. Fire spread and behavior in large areas were modeled accounting for variable fire regimes in terms of seasonality, large fire number, and spatial distribution. Expert-defined susceptibility relations or mortality models were then used to assess fire effects as potential economic losses to values at risk. Moreover, we used a transmission analysis to delineate community firesheds and assess fire exchange among neighboring municipalities. Fuels management is the main wildfire risk mitigation strategy at the landscape scale, and spatial optimization models were used to help in strategic landscape treatment design and explore collocation opportunities under budgetary restrictions.

Results were provided at appropriate operational scales to inform different wildfire management strategies. Exposure profiles and risk assessment at fine scales for individual housing structures and timber stand forest values attempt to promote homeowners’ involvement and demand forest managers’ good practices aiming at mitigating losses from fires ignited on the same site (treatment units) and the neighboring lands. Management efforts within Planning Areas articulated as collaborative planning projects among various socioeconomic agents include landscape fuel treatments on strategic locations reducing overall wildfire likelihood and fire intensity, landscape planning to exclude hazardous areas for the urban development, community preparedness reducing social vulnerability, and municipality ordinances to reduce housing vulnerability. Treatment joint-production represents an opportunity in multi-functional Mediterranean forest ecosystems to arrange complex solutions. Regional scale policy-making prioritizes at municipality level the different management strategies such as ignition prevention programs, suppression resource pre-positioning, assignation of subsidies for fuel treatments, and law enforcement for managing fuels in wildland-urban interface communities at highest risk. The different papers were developed in various Mediterranean areas to highlight the applicability of the framework elsewhere.