Efficient knowledge retrieval to calibrate input variables in forest fire prediction

Forest fires are a serious threat to humans and nature from an ecological, social and economic point of view. Predicting their behaviour by simulation still delivers unreliable results and remains a challenging task. Latest approaches try to calibrate input variables, often tainted with imprecision, using optimisation techniques like Genetic Algorithms. To converge faster towards fitter solutions, the GA is guided with knowledge obtained from historical or synthetical fires. We developed a robust and efficient knowledge storage and retrieval method. Nearest neighbour search is applied to find the fire configuration from knowledge base most similar to the current configuration. Therefore, a distance measure was elaborated and implemented in several ways. Experiments show the performance of the different implementations regarding occupied storage and retrieval time with overly satisfactory results.

Sostenibilitat de la fusta al PNAP: certificació FSC a la forest 141

Estudiant el sistema de certificacions, concretament el PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification) i el FSC (Forest Stewardship Council), s’ha analitzat la forest CUP 141 (catalogada d'utilitat pública) Sarredo-Manyero per a identificar-ne les mancances documentals en el Projecte d’Ordenació del PNAP (Parc Natural de l’Alt Pirineu). Dels resultats se’n desprèn un major grau de sostenibilitat del sistema FSC enfront del PEFC, fet que ha estat decisiu en l’elecció del primer com a certificació a estudiar al parc. Per altra banda, s’han constatat les discrepàncies existents quant a política forestal entre propietaris de les forests i l’administració del parc. Aquest fet té una incidència negativa si es vol revitalitzar el sector de la fusta a la zona. Finalment, i un cop avaluada la documentació de la CUP 141 amb els estàndards del sistema FSC, s’ha detectat que caldria completar aproximadament el 40% de la documentació necessària per a obtenir la certificació. Per tant, s’ha dissenyat un Protocol que serveixi de guia per a un nou Projecte d’Ordenació i que permeti obtenir la certificació de les forests del parc.

El bosc dels fartets o la història d'una depuradora ecològica

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Aquest treball té per objectiu plantejar el disseny d’una depuradora ecològica i un petit bosc de ribera amb la finalitat de divulgar i reivindicar el paper crucial que juguen les zones humides en el gran ecosistema de la Terra. Davant l’imminent esgotament de les principals energies fòssils i la manca de recursos tant bàsics com l’aigua, es pretén insistir en els molts avantatges d’importar la capacitat depuradora de les zones humides com a tecnologia alternativa per tractar aigües residuals industrials, agrícoles i urbanes, amb una despesa energètica pràcticament nul•la i uns beneficis ecològics, econòmics i de cost de la oportunitat més que evidents. El reciclatge d’aigües residuals es presenta com un dels reptes més importants de les societats actuals. La denominada fitodepuració aprofita el poder refinador de la vegetació present en les zones humides per reduir o eliminar contaminants de l’aigua mitjançant una sèrie de complexos processos biològics i fisicoquímics que la natura, en la seva dinàmica perfecte, ha dissenyat durant 4500 milions d anys. I és en base a aquestes qualitats depuradores d’aquests ecosistemes aquàtics que sorgeix la figura de l’aiguamoll artificial.

Biophysical requirements of power-supply systems: nuclear energy and fossil energy

The report presents a grammar capable of analyzing the process of production of electricity in modular elements for different power-supply systems, defined using semantic and formal categories. In this way it becomes possible to individuate similarities and differences in the process of production of electricity, and then measure and compare “apples” with “apples” and “oranges” with “oranges”. For instance, when comparing the various unit operations of the process of production of electricity with nuclear energy to the analogous unit operations of the process of production of fossil energy, we see that the various phases of the process are the same. The only difference is related to characteristics of the process associated with the generation of heat which are completely different in the two systems. As a matter of facts, the performance of the production of electricity from nuclear energy can be studied, by comparing the biophysical costs associated with the different unit operations taking place in nuclear and fossil power plants when generating process heat or net electricity. By adopting this approach, it becomes possible to compare the performance of the two power-supply systems by comparing their relative biophysical requirements for the phases that both nuclear energy power plants and fossil energy power plants have in common: (i) mining; (ii) refining/enriching; (iii) generating heat/electricity; (iv) handling the pollution/radioactive wastes. This report presents the evaluation of the biophysical requirements for the two powersupply systems: nuclear energy and fossil energy. In particular, the report focuses on the following requirements: (i) electricity; (ii) fossil-fuels, (iii) labor; and (iv) materials.

Hyperbolic reaction-diffusion equations for a forest fire model

Forest fire models have been widely studied from the context of self-organized criticality and from the ecological properties of the forest and combustion. On the other hand, reaction-diffusion equations have interesting applications in biology and physics. We propose here a model for fire propagation in a forest by using hyperbolic reaction-diffusion equations. The dynamical and thermodynamical aspects of the model are analyzed in detail

The housing boom and forest fires

This paper provides evidence that the combination of land-use restrictions and anincreasing demand for housing can create incentives to induce forest fires as a means tocircumvent regulation and increase the supply of land available for residential construction.I estimate the effect of the price of housing on the incidence of forest fires using Spanishdata by region for 1991-2005. The results suggest that higher house prices led to asignificant increase in the incidence of forest fires in a region. I also find that the increasedincidence of forest fires led to a subsequent reduction in forest area and an increase in urbanland area. This evidence supports the claims often found in the media that propertyspeculators trying to build in forest land may be behind the recent increases in the incidenceof forest fires in Mediterranean countries.

Forest fires: Evaluation of government intervention measures

The purpose of this paper is to examine the relation between government measures, volunteer participation, climate variables and forest fires. A number of studies have related forest fires to causes of ignition, to fire history in one area, to the type of vegetation and weathercharacteristics or to community institutions, but there is little research on the relation between fire production and government prevention and extinction measures from a policy evaluation perspective.An observational approach is first applied to select forest fires in the north east of Spain. Taking a selection of fires with a certain size, a multiple regression analysis is conducted to find significant relations between policy instruments under the control of the government and the number of hectares burn in each case, controlling at the same time the effect of weather conditions and other context variables. The paper brings evidence on the effects of simultaneity and the relevance of recurring to army soldiers in specific days with extraordinary high simultaneity. The analysis also brings light on the effectiveness of twopreventive policies and of helicopters for extinction tasks.

Fossil resource depletion and climate change emissions: the role of physical constrictions

[spa] En lo que concierne al cambio climático, los pronósticos de cercanos picos de combustible fósiles parecen buenas noticias pues la mayoría de las emisiones proceden de la quema de combustibles fósiles. Sin embargo, esto podría resultar engañoso de confirmarse las enormes estimaciones de reservas de carbón pues puede divisarse un intercambio de combustible fósiles con baja concentración de carbono (petróleo y gas) por otros de mayor (carbón). Ciñéndonos a esta hipótesis desarrollamos escenarios donde tan pronto el petróleo y el gas natural alcanzan su cénit la extracción de carbón crece lo necesario para compensar el descenso de los primeros. Estimamos las emisiones que se deriva de tales supuestos y las comparamos con el peor escenario del IPCC. Si bien dicho escenario parece improbable concluimos que los picos de petróleo y gas no son suficientes para evitar peligrosas sendas de gases de efecto invernadero. Las concentraciones de CO2 halladas superan con creces las 450 ppm sin signos de remisión.

The fossil record and evolution of freshwater plants: A review

Palaeobotany applied to freshwater plants is an emerging field of palaeontology. Hydrophytic plants reveal evolutionary trends of their own, clearly distinct from those of the terrestrial and marine flora. During the Precambrian, two groups stand out in the fossil record of freshwater plants: the Cyanobacteria (stromatolites) in benthic environments and the prasinophytes (leiosphaeridian acritarchs) in transitional planktonic environments. During the Palaeozoic, green algae (Chlorococcales, Zygnematales, charophytes and some extinct groups) radiated and developed the widest range of morphostructural patterns known for these groups. Between the Permian and Early Cretaceous, charophytes dominated macrophytic associations, with the consequence that over tens of millions of years, freshwater flora bypassed the dominance of vascular plants on land. During the Early Cretaceous, global extension of the freshwater environments is associated with diversification of the flora, including new charophyte families and the appearance of aquatic angiosperms and ferns for the first time. Mesozoic planktonic assemblages retained their ancestral composition that was dominated by coenobial Chlorococcales, until the appearance of freshwater dinoflagellates in the Early Cretaceous. In the Late Cretaceous, freshwater angiosperms dominated almost all macrophytic communities worldwide. The Tertiary was characterised by the diversification of additional angiosperm and aquatic fern lineages, which resulted in the first differentiation of aquatic plant biogeoprovinces. Phytoplankton also diversified during the Eocene with the development of freshwater diatoms and chrysophytes. Diatoms, which were exclusively marine during tens of millions of years, were dominant over the Chlorococcales during Neogene and in later assemblages. During the Quaternary, aquatic plant communities suffered from the effects of eutrophication, paludification and acidification, which were the result of the combined impact of glaciation and anthropogenic disturbance.

Fossil resource depletion and climate change emissions: the role of physical constrictions

[spa] En lo que concierne al cambio climático, los pronósticos de cercanos picos de combustible fósiles parecen buenas noticias pues la mayoría de las emisiones proceden de la quema de combustibles fósiles. Sin embargo, esto podría resultar engañoso de confirmarse las enormes estimaciones de reservas de carbón pues puede divisarse un intercambio de combustible fósiles con baja concentración de carbono (petróleo y gas) por otros de mayor (carbón). Ciñéndonos a esta hipótesis desarrollamos escenarios donde tan pronto el petróleo y el gas natural alcanzan su cénit la extracción de carbón crece lo necesario para compensar el descenso de los primeros. Estimamos las emisiones que se deriva de tales supuestos y las comparamos con el peor escenario del IPCC. Si bien dicho escenario parece improbable concluimos que los picos de petróleo y gas no son suficientes para evitar peligrosas sendas de gases de efecto invernadero. Las concentraciones de CO2 halladas superan con creces las 450 ppm sin signos de remisión.

Avaluació de la futura gestió i utilització de la biomassa forestal mitjançant un district heating a Bellver de Cerdanya

En aquest article es pretén explicar breument la viabilitat de la futura gestió i utilització de la biomassa forestal de Bellver de Cerdanya mitjançant un district heating al futur barri del Pla de Tomet. Les particularitats per les quals aquest poble és ideal per a aquest projecte són que l'ajuntament és propietari de gairebé un 90% dels boscos situats en aquest municipi; i que alhora ja ha realitzat diverses instal·lacions que utilitzen la biomassa forestal per a calefacció i ACS. La situació econòmica de la comarca és bastant complicada, ja que s'ha basat en el sector turístic i la construcció, però ambdós no passen pel millor moment. El projecte serviria per donar un valor a la biomassa forestal que fins ara no s'ha donat, i alhora s'intenta buscar nous inputs econòmics per a la Cerdanya. En aquest treball també s'analitza quins haurien de ser els futurs tractaments que s'haurien d'aplicar a la forest, tenint en compte les activitats que es realitzen actualment, i evitant en tot moment possibles efectes negatius, com podria ser la sobreexplotació. També es dedica una part del projecte a explicar els sistemes per obtenir i gestionar de forma correcta la biomassa. A continuació es tracta la part més tècnica, realitzant una estimació del possible futur consum energètic del barri del Pla de Tomet, encara no construït; i decidint quins sistema de calderes seria el més adequat, el tipus d’emmagatzematge més apropiat i els passos a seguir per millorar el rendiment del procés de la gestió i extracció de la biomassa. Seguint tots aquests passos s'arriba a la conclusió que aprofitar la biomassa forestal és millor solució que utilitzar combustibles fòssils. A part dels obvis beneficis medi ambientals, també és millor a nivell econòmic, tant pels futurs veïns com per l'ajuntament.

Advances in UAS for forest fire fighting

Peer reviewed

Project SKY-EYE: applying UAVs to forest fire fighter support and monitoring

Peer reviewed

Modelling bird species richness with neural networks for forest landscape management in NE Spain

Para preservar la biodiversidad de los ecosistemas forestales de la Europa mediterránea en escenarios actuales y futuros de cambio global mediante una gestión forestal sostenible es necesario determinar cómo influye el medio ambiente y las propias características de los bosques sobre la biodiversidad que éstos albergan. Con este propósito, se analizó la influencia de diferentes factores ambientales y de estructura y composición del bosque sobre la riqueza de aves forestales a escala 1 × 1 km en Cataluña (NE de España). Se construyeron modelos univariantes y multivariantes de redes neuronales para respectivamente explorar la respuesta individual a las variables y obtener un modelo parsimonioso (ecológicamente interpretable) y preciso. La superficie de bosque (con una fracción de cabida cubierta superior a 5%), la fracción de cabida cubierta media, la temperatura anual y la precipitación estival medias fueron los mejores predictores de la riqueza de aves forestales. La red neuronal multivariante obtenida tuvo una buena capacidad de generalización salvo en las localidades con una mayor riqueza. Además, los bosques con diferentes grados de apertura del dosel arbóreo, más maduros y más diversos en cuanto a su composición de especies arbóreas se asociaron de forma positiva con una mayor riqueza de aves forestales. Finalmente, se proporcionan directrices de gestión para la planificación forestal que permitan promover la diversidad ornítica en esta región de la Europa mediterránea.

Stable isotopes in arid and semi-arid forest systems

El empleo de isótopos estables en el ámbito de la ecología forestal ha ido creciendo progresivamente en las últimas dos décadas. Cabe esperar que esta tendencia se mantenga en el futuro, ya que éstos aportan una visión integradora de cómo las plantas, hoy y en el pasado, han interaccionado con el medio así como con otros organismos. Su implementación es particularmente relevante en climas secos debido a la fuerte limitación de recursos que en ellos acontece. Tras una breve introducción sobre las bases teóricas de los isótopos estables en fisiología vegetal, esta revisión destaca, sobre diferentes escalas espaciales y temporales, los últimos avances en ecología forestal empleando esta metodología y con un énfasis especial en los sistemas áridos y semiáridos.