Climate and socioeconomic drivers of biomass burning and carbon emissions from fires in tropical dry forests: A Pantropical analysis

Glob Chang Biol. 2023 Feb;29(4):1062-1079. doi: 10.1111/gcb.16516. Epub 2022 Nov 16.

Abstract

Global burned area has declined by nearly one quarter between 1998 and 2015. Drylands contain a large proportion of these global fires but there are important differences within the drylands, for example, savannas and tropical dry forests (TDF). Savannas, a biome fire-prone and fire-adapted, have reduced the burned area, while the fire in the TDF is one of the most critical factors impacting biodiversity and carbon emissions. Moreover, under climate change scenarios TDF is expected to increase its current extent and raise the risk of fires. Despite regional and global scale effects, and the influence of this ecosystem on the global carbon cycle, little effort has been dedicated to studying the influence of climate (seasonality and extreme events) and socioeconomic conditions of fire regimen in TDF. Here we use the Global Fire Emissions Database and, climate and socioeconomic metrics to better understand long-term factors explaining the variation in burned area and biomass in TDF at Pantropical scale. On average, fires affected 1.4% of the total TDF' area (60,208 km2 ) and burned 24.4% (259.6 Tg) of the global burned biomass annually at Pantropical scales. Climate modulators largely influence local and regional fire regimes. Inter-annual variation in fire regime is shaped by El Niño and La Niña. During the El Niño and the forthcoming year of La Niña, there is an increment in extension (35.2% and 10.3%) and carbon emissions (42.9% and 10.6%). Socioeconomic indicators such as land-management and population were modulators of the size of both, burned area and carbon emissions. Moreover, fires may reduce the capability to reach the target of "half protected species" in the globe, that is, high-severity fires are recorded in ecoregions classified as nature could reach half protected. These observations may contribute to improving fire-management.

El área global quemada se redujo en casi una cuarta parte entre 1998 y 2015. Los bosques secos contienen una gran proporción de esos incendios globales, pero existen diferencias importantes dentro de ellos, por ejemplo, las sabanas y los bosques secos tropicales (SBC). Las sabanas, son un bioma propenso y adaptado al fuego, y que en los últimos años han reducido su área quemada. Mientras que el fuego en la SBC es uno de los factores más críticos que impactan la biodiversidad y las emisiones de carbono. Además, bajo escenarios de cambio climático, se espera que la SBC aumente su extensión actual y aumente el riesgo de incendios. A pesar de los efectos a escala regional y global, y la influencia de este ecosistema en el ciclo global del carbono, se le ha dedicado poco esfuerzo a estudiar la influencia del clima (estacionalidad y eventos extremos) y las condiciones socioeconómicas del régimen de incendios. Aquí usamos la base de datos global de emisiones de incendios y métricas climáticas y socioeconómicas para comprender mejor los factores a largo plazo que explican la variación en el área quemada y la biomasa a escala Pantropical. En promedio, los incendios afectaron el 1,4% del área total de la SBC (60 208 km2 ) y quemaron el 24,4% (259,6 Tg) de la biomasa global quemada anualmente a escala Pantropical. Los moduladores climáticos influyen en gran medida en los regímenes de incendios locales y regionales. La variación interanual del régimen de incendios está determinada por El Niño y La Niña. Durante El Niño y el año subsecuente de La Niña, se produce un incremento en la extensión (35,2% y 10,3%) y en las emisiones de carbono (42,9% y 10,6%). Los indicadores socioeconómicos como la gestión de la tierra y la población fueron moduladores del tamaño tanto del área quemada como de las emisiones de carbono. Además, los incendios pueden reducir la capacidad de alcanzar el objetivo de “protección de la mitad de las especies” en el mundo, es decir, los incendios de alta gravedad se registran en ecorregiones clasificadas como naturaleza que podría alcanzar la protección de la mitad de su biodiversidad. Estas observaciones pueden contribuir a mejorar la gestión de incendios.

Keywords: El Niño/southern oscillation; La Niña; burned area; carbon emissions; climate and socioeconomic drivers; drought; fire; human factors.

MeSH terms

  • Biodiversity
  • Biomass
  • Carbon*
  • Ecosystem*
  • Forests

Substances

  • Carbon