Alteración de la calidad del suelo por incendios forestales, en función del cambio climático en la provincia de Pichincha, Ecuador
Palabras clave:
Suelo, incendio, cambio climático, sequíaResumen
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v9i17.0322
Resumen
Los incendios forestales constituyen uno de los principales factores de alteración de los ecosistemas andinos, afectando de manera directa las propiedades físicas y químicas del suelo. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de la severidad del incendio sobre la calidad del suelo mediante el análisis integrado de información satelital y variables edáficas en un área afectada por incendios forestales ocurridos durante la época de sequía (septiembre–octubre de 2024) en la provincia de Pichincha, Ecuador. La severidad del incendio se determinó a partir del Índice Normalizado de Área Quemada (NBR) y su variación temporal (dNBR), empleando imágenes satelitales pre y post-incendio de la NASA, siguiendo los lineamientos metodológicos propuestos por USGS y UN-SPIDER. Con base en esta clasificación, se establecieron siete niveles de severidad. Se recolectaron 62 muestras de suelo, conforme a los criterios establecidos en el Acuerdo Ministerial 097A, las cuales fueron analizadas en laboratorio para un total de 21 variables analíticas, priorizando nueve variables clave: pH, conductividad eléctrica, materia orgánica, nitrógeno, potasio, textura, calcio, azufre y fósforo. Los resultados evidencian que los incendios de alta severidad generan una disminución significativa de nutrientes esenciales, alteraciones en la textura del suelo y cambios en el equilibrio químico, mientras que los suelos sin quemar y aquellos afectados por incendios de baja severidad mantienen condiciones edáficas más estables. Se concluye que la severidad del fuego controla de manera determinante la dinámica físico-química del suelo, influyendo directamente en su fertilidad, estabilidad y capacidad de recuperación ecológica. Estos resultados resaltan la importancia de incorporar la severidad del incendio como criterio fundamental en estrategias de manejo, restauración y planificación ambiental en escenarios de incremento de incendios asociados al cambio climático.
Palabras clave: Suelo, incendio, cambio climático, sequía.
Abstract
Forest fires are one of the main factors altering Andean ecosystems, directly affecting the physical and chemical properties of the soil. This study aimed to evaluate the effect of fire severity on soil quality through the integrated analysis of satellite data and soil variables in an area affected by forest fires during the dry season (September–October 2024) in the province of Pichincha, Ecuador. Fire severity was determined using the Normalized Burn Rate (NBR) and its temporal variation (dNBR), employing pre- and post-fire satellite imagery from NASA, following the methodological guidelines proposed by the USGS and UN-SPIDER. Based on this classification, seven severity levels were established. Sixty-two soil samples were collected, according to the criteria established in Ministerial Agreement 097A. These samples were analyzed in the laboratory for a total of 21 analytical variables, prioritizing nine key variables: pH, electrical conductivity, organic matter, nitrogen, potassium, texture, calcium, sulfur, and phosphorus. The results show that high-severity fires generate a significant decrease in essential nutrients, alterations in soil texture, and changes in chemical equilibrium, while unburned soils and those affected by low-severity fires maintain more stable soil conditions. It is concluded that fire severity decisively controls the physicochemical dynamics of the soil, directly influencing its fertility, stability, and ecological recovery capacity. These results highlight the importance of incorporating fire severity as a fundamental criterion in management, restoration, and environmental planning strategies in scenarios of increased fires associated with climate change.
Keywords: Soil, fire, climate change, drought.
Información del manuscrito:
Fecha de recepción: 13 de octubre de 2025.
Fecha de aceptación: 18 de diciembre de 2025.
Fecha de publicación: 12 de enero de 2026.
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Abbass, K., Qasim, M. Z., Song, H., Murshed, M., Mahmood, H., & Younis, I. (2022). A review of the global climate change impacts, adaptation, and sustainable mitigation measures. Environmental Science and Pollution Research, 29(28), 42539-42559. https://doi.org/10.1007/s11356-022-19718-6
Alcaras, E., Costantino, D., Guastaferro, F., Parente, C., & Pepe, M. (2022). Normalized Burn Ratio Plus (NBR+): A New Index for Sentinel-2 Imagery. Remote Sensing, 14(7), 1727. https://doi.org/10.3390/rs14071727
Alcaras, E., Costantino, D., Guastaferro, F., Parente, C., & Pepe, M. (2025). Forest Fire Severity Level Using dNBR Spectral Index. Revue Internationale de Geomatique, 34(1), 89-101. https://doi.org/10.32604/rig.2025.057562
Arias-Muñoz, P., Chuma-Pomasqui, L., Cacuango, P. C., & Jácome-Aguirre, G. (2024). Susceptibilidad para incendios de cubierta vegetal: Una evaluación desde los métodos multicriterio y radiofrecuencia (Cantón Cotacachi, Ecuador). Cuadernos de Investigación Geográfica, 50(1), 21-39. https://doi.org/10.18172/cig.5867
Arifin, M., Devnita, R., Anda, M., Goenadi, D. H., & Nugraha, A. (2022). Characteristics of Andisols Developed from Andesitic and Basaltic Volcanic Ash in Different Agro-Climatic Zones. Soil Systems, 6(4), 78. https://doi.org/10.3390/soilsystems6040078
Arunrat, N., Kongsurakan, P., Solomon, L. W., & Sereenonchai, S. (2024). Fire Impacts on Soil Properties and Implications for Sustainability in Rotational Shifting Cultivation: A Review. Agriculture, 14(9), 1660. https://doi.org/10.3390/agriculture14091660
Belcher, H. A., Litwa, K., Guthold, M., & Hudson, N. E. (2022). The Applicability of Current Turbidimetric Approaches for Analyzing Fibrin Fibers and Other Filamentous Networks. Biomolecules, 12(6), 807. https://doi.org/10.3390/biom12060807
Biswal, T., & Bihari, R. (2018). Impact of Fly Ash on Soil Properties and Productivity. ResearchGate. https://doi.org/10.30954/0974-1712.04.2018.8
Carrión-Paladines, V., Hinojosa, M. B., Jiménez Álvarez, L., Reyes-Bueno, F., Correa Quezada, L., & García-Ruiz, R. (2022a). Effects of the Severity of Wildfires on Some Physical-Chemical Soil Properties in a Humid Montane Scrublands Ecosystem in Southern Ecuador. Fire, 5(3), 66. https://doi.org/10.3390/fire5030066
Carrión-Paladines, V., Hinojosa, M. B., Jiménez Álvarez, L., Reyes-Bueno, F., Correa Quezada, L., & García-Ruiz, R. (2022b). Effects of the Severity of Wildfires on Some Physical-Chemical Soil Properties in a Humid Montane Scrublands Ecosystem in Southern Ecuador. Fire, 5(3), 66. https://doi.org/10.3390/fire5030066
Certini, G., Moya, D., Lucas-Borja, M. E., & Mastrolonardo, G. (2021). The impact of fire on soil-dwelling biota: A review. Forest Ecology and Management, 488, 118989. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.118989
Clavijo, P., Pérez, S., Guanoquiza, J., & Caguana, M. (2025). Análisis de indicadores de sostenibilidad ambiental en los Páramos de los Illinizas Sur: Un estudio de caso en las termas de Cunuyacu, Ecuador. REVISTA DELOS, 18(63), e3661. https://doi.org/10.55905/rdelosv18.n63-131
Dhungana, B. P., Chhetri, V. T., Baniya, C. B., Sharma, S. P., Ghimire, P., & Vista, S. P. (2024). Post-fire Effects on Soil Properties in High altitude Mixed-conifer Forest of Nepal. Trees, Forests and People, 17, 100633. https://doi.org/10.1016/j.tfp.2024.100633
Ferro, D. A., Lozano, L. A., Bartoli, C. G., Fanello, D. D., Larrieu, L., Millan, G. J., & Soracco, C. G. (2020). Disponibilidad y relación de calcio y magnesio. Revista de la Facultad de Agronomía, 119(2), 057. https://doi.org/10.24215/16699513e057
Fuentes-Ramirez, A., Almonacid-Muñoz, L., Muñoz-Gómez, N., & Moloney, K. A. (2022). Spatio-Temporal Variation in Soil Nutrients and Plant Recovery across a Fire-Severity Gradient in Old-Growth Araucaria-Nothofagus Forests of South-Central Chile. Forests, 13(3), 448. https://doi.org/10.3390/f13030448
Gajendiran, K., Kandasamy, S., & Narayanan, M. (2024). Influences of wildfire on the forest ecosystem and climate change: A comprehensive study. Environmental Research, 240, 117537. https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.117537
Garnica, J. G. F. (2021). Antecedentes y perspectivas de la investigación en incendios forestales en el INIFAP. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, Especial-1. https://doi.org/10.29298/rmcf.v12iEspecial-1.981
Gastwirth, J. L., Gel, Y. R., & Miao, W. (2009). The Impact of Levene’s Test of Equality of Variances on Statistical Theory and Practice. Statistical Science, 24(3), 343-360. https://doi.org/10.1214/09-STS301
Henao, R. G., Méndez, N., & Ospina, D. (2001). DESIGN OF A SAMPLING NETWORK FOR AN ESTUARY IN THE COLOMBIAN CARIBBEAN. Revista de La Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 25(97), 509-518. https://doi.org/10.18257/raccefyn.25(97).2001.2784
Ibrahim, K., Wang, Q., Wang, L., Zhang, W., Peng, C., & Zhang, S. (2021). Determining the Optimum Level of Soil Olsen Phosphorus and Phosphorus Fertilizer Application for High Phosphorus-Use Efficiency in Zea mays L. in Black Soil. Sustainability, 13(11), 5983. https://doi.org/10.3390/su13115983
Ilbay-Yupa, M., Lavado-Casimiro, W., Rau, P., Zubieta, R., & Castillón, F. (2021). Updating regionalization of precipitation in Ecuador. Theoretical and Applied Climatology, 143(3), 1513-1528. https://doi.org/10.1007/s00704-020-03476-x
Liu, K., Xia, Y., Li, X., Sun, C., Yue, W., Wang, Q., Zhao, S., & Chen, S. (2025). Identification of water sources of mine water bursts based on the FPS-DT model. Scientific Reports, 15(1), 27327. https://doi.org/10.1038/s41598-025-13301-y
Longbottom, T., Wahab, L., Min, K., Jurusik, A., Moreland, K., Dolui, M., Thao, T., Gonzales, M., Rojas, Y., Alvarez, J., Malone, Z., Yan, J., Ghezzehei, T., & Berhe, A. (2022). What’s Soil Got to Do with Climate Change? GSA Today, 32(5), 4-10. https://doi.org/10.1130/GSATG519A.1
Lopez Choque, M. A., Lopez Mamani, M. A., & Ticona, E. Y. (2023). Evaluación de los parámetros de calidad para la determinación de nitrógeno total en suelos | Revista de Investigación e Innovación Agropecuaria y de Recursos Naturales. https://doi.org/10.53287/tuov3244ge80j
Lucas-Borja, M. E., Fernández, C., Plaza-Alvarez, P. A., & Zema, D. A. (2022). Variability of hydraulic conductivity and water repellency of soils with fire severity in pine forests and reforested areas under Mediterranean conditions. Ecohydrology, 15(8), e2472. https://doi.org/10.1002/eco.2472
Ma, B., Liu, X., Tong, Z., Zhang, J., & Wang, X. (2024). Coupled Effects of High Temperatures and Droughts on Forest Fires in Northeast China. Remote Sensing, 16(20), 3784. https://doi.org/10.3390/rs16203784
Megremi, I., Stathopoulou, E., Vorris, E., Kostakis, M., Karavoltsos, S., Thomaidis, N., & Vasilatos, C. (2024). Mediterranean Wildfires’ Effect on Soil Quality and Properties: A Case from Northern Euboea, Greece. Land, 13(3), 325. https://doi.org/10.3390/land13030325
Mosley, L. M., Rengasamy, P., & Fitzpatrick, R. (2024). Soil pH: Techniques, challenges and insights from a global dataset. European Journal of Soil Science, 75(6), e70021. https://doi.org/10.1111/ejss.70021
Mwendwa, S. (2022). Revisiting soil texture analysis: Practices towards a more accurate Bouyoucos method. Heliyon, 8(5). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e09395
Nanda, A., Mohapatra, D. B. B., Mahapatra, A. P. K., Mahapatra, A. P. K., & Mahapatra, A. P. K. (2021). Multiple comparison test by Tukey’s honestly significant difference (HSD): Do the confident level control type I error. International Journal of Statistics and Applied Mathematics, 6(1), 59-65. https://doi.org/10.22271/maths.2021.v6.i1a.636
Nasir Ahmad, N. S. B., Mustafa, F. B., Muhammad Yusoff, S. @ Y., & Didams, G. (2020). A systematic review of soil erosion control practices on the agricultural land in Asia. International Soil and Water Conservation Research, 8(2), 103-115. https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2020.04.001
Ngole-Jeme, V. M. (2019). Fire-Induced Changes in Soil and Implications on Soil Sorption Capacity and Remediation Methods. Applied Sciences, 9(17), 3447. https://doi.org/10.3390/app9173447
Nolan, R. H., Anderson, L. O., Poulter, B., & Varner, J. M. (2022). Increasing threat of wildfires: The year 2020 in perspective: A Global Ecology and Biogeography special issue. Global Ecology and Biogeography, 31(10), 1898-1905. https://doi.org/10.1111/geb.13588
Ortiz, M., Delatorre Castillo, J. P., Sepúlveda, I., Low, C., Ruiz, K. B., Delatorre Herrera, J., Ortiz, M., Delatorre Castillo, J. P., Sepúlveda, I., Low, C., Ruiz, K. B., & Delatorre Herrera, J. (2021). Effects of different boron concentrations and pH on growth Zea mays var. Capia blanco, an ancestral corn from Chile. Idesia (Arica), 39(2), 111-119. https://doi.org/10.4067/S0718-34292021000200111
Pazmiño, D. (2019). Peligro de incendios forestales asociado a factores climáticos en Ecuador. FIGEMPA: Investigación y Desarrollo, 7(1), 10-18. https://doi.org/10.29166/revfig.v1i1.1800
Peñaloza, D. J., Barúa, M. G., Escalada, J. P., & Pajares, A. M. (2023). Técnica espectroscópica de absorción atómica para determinaciones en química ambiental. Informes Científicos Técnicos - UNPA, 15(3), 157-176. https://doi.org/10.22305/ict-unpa.v15.n3.987
Pérez, E. S., Blandon, B. A. R., Álvarez, E. H., Cruz, R. G., Bernabé-Antonio, A., Orozco-Guareño, E., Ramírez-López, C. B., Hernández, J. A., & Delgado-Fornué, E. (2019). Propiedades del suelo y nitrógeno como indicadores del crecimiento en plantaciones comerciales de teca. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 10(52). https://doi.org/10.29298/rmcf.v10i52.398
Porras Maturan, A. (2021). Caracterización de indicadores de suelo para monitoreo de restauración post incendios en el Parque Nacional Torres del Paine [Pontificia Universidad Católica de Chile]. https://doi.org/10.7764/tesisUC/AGR/63715
Preciado-Guzmán, J. F., Pineda-Pineda, J., Corlay-Chee, L., Vázquez-Alarcón, A., Vargas-Hernández, M., & Robledo-Santoyo, E. (2024). Comparación de Métodos para Obtener la Capacidad de Intercambio Catiónico y Cationes Intercambiables de los Suelos. REVISTA TERRA LATINOAMERICANA, 42. https://doi.org/10.28940/terra.v42i0.1843
Ramirez, D. W., Lértora, G., Vargas, R., & Aponte, H. (2022). Efecto de los incendios sobre la cobertura vegetal, almacenamiento de carbono y biomasa vegetal en un humedal costero: El caso de Los Pantanos de Villa (Lima-Perú), un humedal de la costa árida del Pacífico. Revista de Biología Tropical, 70(1), 348-362. https://doi.org/10.15517/rev.biol.trop..v70i1.46084
Ramos-Rodríguez, M. P., Tigua-Parrales, M. J., Baque-Ramos, J. B., Manrique-Toala, T. O., & Castro-Landín, A. L. (2024). Efectos del fuego sobre características físico-químicas y nutricionales del suelo en tierras de vocación forestal. Madera y Bosques, 30(1), e3012509-e3012509. https://doi.org/10.21829/myb.2024.3012509
Reyes-Bueno, F., & Balcazar-Gallegos, C. (2021). FIGEMPA: Investigación y Desarrollo. FIGEMPA: Investigación y Desarrollo, 11(1), 50-60. https://doi.org/10.29166/revfig.v11i1.2634
Santisteban, J. I., Mediavilla, R., López-Pamo, E., Dabrio, C. J., Zapata, M. B. R., García, M. J. G., Castaño, S., & Martínez-Alfaro, P. E. (2004). Loss on ignition: A qualitative or quantitative method for organic matter and carbonate mineral content in sediments? Journal of Paleolimnology, 32(3), 287-299. https://doi.org/10.1023/B:JOPL.0000042999.30131.5b
Sardans, J., & Peñuelas, J. (2021). Potassium Control of Plant Functions: Ecological and Agricultural Implications. Plants, 10(2), 419. https://doi.org/10.3390/plants10020419
Scheiner, S. M. (2024). Fires, Ecological Effects of. 536-545. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-822562-2.00248-6
Stamou, G. P., Papakostas, S., Rojas, C., & Papatheodorou, E. M. (2025). Short term effects of fire on assembly rules and β-diversity of soil bacteria in Mediterranean soils. Applied Soil Ecology, 209, 105994. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2025.105994
Vaca, C. C., Calahorrano, J., & Manzano, M. (2024). Revista Colombia Forestal. Colombia forestal, 27(1), e20111. https://doi.org/10.14483/2256201X.20111
Wuyep, S. Z., Department of Geography, Environmental Management and Energy Studies, University of Johannesburg, Johannesburg, South Africa, Department of Geography, Plateau State University, Bokkos, Nigeria, Ifegbesan, A. P., Department of Arts and Social Sciences Education, Olabisi Onabanjo University, Ago-Iwoye, Nigeria, Innocent, M., & University of Rwanda, College of Education, Kigali, Rwanda. (2024). Effects of Fire on Physical and Chemical Properties of Soil in Fwangnin Bokkos District, Nigeria. Trends in Ecological and Indoor Environmental Engineering, 2(3), 42-49. https://doi.org/10.62622/TEIEE.024.2.3.42-49
Wuyep, S. Z., Ifegbesan, A. P., Innocent, M., Department of Geography, Environmental Management and Energy Studies, University of Johannesburg, Johannesburg, South Africa, & University of Rwanda, College of Education, Kigali, Rwanda. (2024). Effects of Fire on Physical and Chemical Properties of Soil in Fwangnin Bokkos District, Nigeria. Trends in Ecological and Indoor Environmental Engineering, 2(3), 42-49. https://doi.org/10.62622/TEIEE.024.2.3.42-49
Wuyep, S. Z., Rampedi, I. T., Ifegbesan, A. P., & Innocent, M. (2024). Effects of Fire on Physical and Chemical Properties of Soil in Fwangnin Bokkos District, Nigeria. https://doi.org/10.62622/TEIEE.024.2.3.42-49
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