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Ecosistemas de montaña – factores que influyen en sus características y posibles impactos de cambio climático
Bryan Finegan, enero de 2012
Esta charla
1. Factores ecológicos y climáticos relacionados con la distribución de tipos de vegetación en zonas montañosas, enfatizando en bosques húmedos tropicales
2. Impactos potenciales del cambio climático
1. Factores ecológicos y climáticos que influyen en las distribuciones de tipos de vegetación
Clima
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Zonas de vida de Holdridge
Utiliza la biotemperatura, la precipitación y la razón de la evapotranspiración potencial, factores a las cuáles las plantas responden fisiológicamente Equivalencia entre zonas climáticas y zonas de vegetación descritas con base en su estructura y fisionomía, descritos con base en un índice de complejidad y dibujos representando perfiles idealizados
Clima
• Existiéndose datos georeferenciados climáticos, se puede hacer un mapa de zonas de vida
• Mapa: Bolaños et ál. 2005
Clima
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Las distribuciones de las especies son también determinadas en gran medida por el clima pero no necesariamente se limitan a una sola zona de vida
y tienden a ser individualistas
La gráfica: el número de especies arbóreas, palmas y helechos arborescentes por categoría de amplitud altitudinal de la distribución (eje x) en un transecto sobre el Volcán Barva, Costa Rica (Lieberman et ál. 1996)
Clima
Respuestas individualistas de 31 especies arbóreas de dosel superior en relación con un gradiente de precipitación, África Occidental (Maharjan et ál. 2011 Biotropica)
Curvas suavizadas (nichos realizados) que representan la abundancia de 31 especies, separadas en tres gráficas para claridad por diferencias de abundancias
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Notar el rango amplio de valores de precipitación
Las tolerancias amplias de las especies
Y la adaptación evidente de las especies a diferentes regímenes de precipitación
Clima… y más allá
• En zonas húmedas, la temperatura y la cantidad de radiación solar son las influencias claves
• La nubosidad es el factor clave en cuanto a la radiación solar (bosques nubosos)
• En la zona montana, el sistema a menudo recicla N y P muy lentamente
• y tiene bajo índice de área foliar
• Entre las adaptaciones necesarias a elevaciones mayores figuran las hojas gruesas y los sistemas radiculares grandes
Un estudio de caso: zonación de la vegetación de la Cordillera Central, Hispañola
(Sherman et al. 2008 Ambio, Martin et ál. 2007 J. Biogeography, 2011 Biotropica)
Una zonación compleja de la vegetación con distribuciones individualistas subyacentes de especies (Martin et ál. 2007 J. Biogeography)
Tipo de bosque
Rango altitudinal (msnm)
Montano bajo latifoliado
Montano bajo mixto
Montano alto nuboso latifoliado
Montano alto de pino
Rodales monoespecíficos de pino
1100‐1900
1200‐2000
1900‐2200
2200‐2500
2500‐3087
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Hay un límite o ecotono
bien definido entre bosque nuboso y bosque de Pinus
occidentalis a ca. 2,000 msnm
¿qué factores generan y mantienen este ecotono?
Martin et al. 2011
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Los incendios son mucho más frecuentes e intensos en la zona de bosques de pino
Sherman et al. 2008
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Un incendio extenso en el 2005 se extinguió en el límite del bosque de pino con el bosque nuboso
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Sherman et al. 2008
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El factor principal – la inversión atmosférica asociada con los vientos alisios
una masa de aire relativamente cálida y seca sobre una más húmeda y menos cálida
Martin et al. 2011
la distancia geográfica, no la variación ambiental, explica una parte de las diferencias entre bosques en montañas tropicales
Bosque Nublado, Cordillera de Tilarán, Costa Rica
Mayo de 2009
Cambio Global y Manejo de RRNN
2. Impactos potenciales del cambio climático
Para el 2020: disminuye la precipitación, aumentan las temperaturas (Jiménez Méndez 2006)
Bosque
seco
tropical
(bs-T)
Páramo
pluvial
subalpino
(pp-SA)
Bosque muy
húmedo tropical
(bmh-T)
escenario B2, año 2020
Escenario de cambio climático para bosques montanos de Costa Rica (Karmalkar et ál. 2008)
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Según sus modelos, el cambio climático será “más pronunciado” en las montañas que en las tierras bajas
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En algunos sectores la precipitación disminuye en las montañas
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La elevación de formación de nubes aumenta en hasta 300 m
Las distribuciones de las especies cambian constantemente en relación con cambios climáticos naturales
Modelos climáticos de envoltura (Peterson et al. 2005)
Relacionan registros georeferenciados de ocurrencias de especies a la variación ambiental actual para aproximar las distribuciones geográficas actuales de las especies
Si se tiene un escenario futuro de variación ambiental, se puede aproximar las distribuciones geográficas futuras
Ante el cambio ambiental, las especies Cambian sus distribuciones geográficas
Se adaptan (plasticidad fenotípica o evolución en situ)
Se extinguen
… y también las condiciones necesarias para la adaptación
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O. cinereiceps
Cambios modelados en la distribución geográfica de la chachalaca mexicana Ortalis
poliocephala (año 2055)
Gris: apropiado actualmente y a futuro
Blanco: inapropiado actualmente y a futuro
Rojo: apropiado actualmente, inapropiado a futuro
Azul: inapropiado actualmente, apropiado a futuro
Línea negra: límite de la distribución actual
Peterson et ál. 2002
Recambio en comunidades ecológicas de México Gráfica superior izquierda; distribución de la riqueza de especies modelada con base en datos ambientales con un tamaño de píxel de 4 km x 4 km. El rango va de < 155 especies en 4 km x 4 km (zonas blancas) hasta > 600 (rojo oscuro);
Gráfica superior derecha: números de colonizaciones de áreas esperadas con base en los escenarios de cambio climático; rango < 25 especies (blanco) hasta ca. 100 (rojo oscuro); Gráfica inferior izquierda; números de extinciones locales esperadas; rango < 29 especies (blanco) hasta ca. 125 especies (rojo oscuro)
Peterson et ál. 2002
Gráfica inferior derecha; recambio total (extinciones + colonizaciones como % de la fauna original); rango < 10 % (blanco) hasta > 40 % (rojo oscuro)
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El calentamiento global provoca cambios de distribuciones geográficas hacia los polos y zonas de mayor elevación
Las evidencias para tales cambios siguen siendo pocas para los trópicos
En los trópicos los cambios latitudinales de temperatura son pequeños (gráfica)
Los cambios hacia elevaciones mayores son más probables, y las especies de montañas altas han sido señaladas como vulnerables
Pero …
Cambios de distribución altitudinal y el «desgaste biótico» en los trópicos húmedos (Colwell et al. 2008) Cambios de distribución altitudinal y el «desgaste biótico» en los trópicos húmedos (Colwell et al. 2008) •
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Volcán Barva, Costa Rica (0 – 2900 msnm)
Modelan cambios de distribuciones altitudinales para:
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Plantas epífitas
Árboles pequeños familia Rubiaceae
Lepidópteros familia Geometridae
hormigas
Asumiendo un aumento de temperatura de 3.2º C para el siglo actual
Cambios de distribución altitudinal y el «desgaste biótico» en los trópicos húmedos (Colwell et al. 2008) •
Cuántas especies …
– ¿Se extinguen en la parte superior de la gradiente?
– ¿Presentan vacíos entre sus distribuciones actuales y sus distribuciones potenciales futuras?
– ¿Se desaparecen de las tierras bajas,sin
que haya especies mejor adaptadas que las reemplacen (desgaste biótico)?
– La gráfica: basado en 555 especies de epífitas, 81 de rubiáceas, 739 geométridas y 495 de hormigas
Conclusiones
• mucho énfasis en la ecología de los bosques nubosos y su reacción potencial ante el cambio climático, menos en bosques sobre transectos altitudinales enteros
• clara relación de las características de los bosques con la temperatura, la nubosidad y la cantidad de radiación solar + la interacción de estos factores con la frecuencia y la intensidad de incendios
• Amplia gama de enfoques científicos aplicados con amplia gama de resultados a veces aparentemente no congruentes
• potencial de adaptación de los bosques al cambio climático: se debe enfocar las especies individuales, tanto de plantas como de animales mutualistas
¡Gracias!