~2012

Cuesta et al. 2020 (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jbi.13759)

El cambio climático, particularmente el calentamiento, está causando cambios en los patrones de biodiversidad. Entre las zonas de mayor exposición y vulnerabilidad se encuentran las regiones de alta montaña, donde se ha observado desplazamientos en las distribuciones de las especies hacia zonas más altas (Moret et al., 2019). Una manera de estimar la potencial vulnerabilidad de las diferentes especies al cambio climático es a través de la estimación de sus nichos térmicos (Cuesta et al., 2020), que, a través de diferentes parámetros, representa los valores de temperatura en los que una especie puede vivir. Por ejemplo, la temperatura óptima puede ser estimada como la temperatura promedio de los lugares en donde una especie ha sido observada. El rango térmico representa la diferencia entre la temperatura máxima y la mínima donde estas especies han sido registradas. Es de esperarse que aquellas especies que tengan temperaturas óptimas más bajas y rangos térmicos más estrechos tiendan a ser más vulnerables al calentamiento.

Las comunidades de plantas de alta montaña en los Andes tropicales están conformadas tanto por especies restringidas a estos ecosistemas (Páramo, Puna o ambos), como por especies que pueden ser encontradas también en ecosistemas adyacentes de menor elevación (especies montano-tropicales o neotropicales) (Cuesta et al. 2020). Especies endémicas al Páramo son las que tienden a tener nichos térmicos más estrechos mientras que las especies neotropicales son las que muestran rangos termales de distribución más amplios (Cuesta et al. 2020). Como resultado se observa que las comunidades de plantas localizadas en el páramo en latitudes ecuatoriales tienden a tener mayor proporción de especies con alta vulnerabilidad al calentamiento al tener una mayor proporción de especies con nichos térmicos más estrechos, que aquellas localizadas en la Puna. Sin embargo, algunas cumbres de la puna, especialmente las de mayor elevación también pueden presentar una alta proporción de especies de alta vulnerabilidad.

Bibliografía

Cuesta F, Tovar C, Llambí LD, Gosling WD, Halloy S, Carilla J, Muriel P, Meneses RI, Beck S, Ulloa Ulloa C, et al. 2020. Thermal niche traits of high alpine plant species and communities across the tropical Andes and their vulnerability to global warming. Journal of Biogeography 47: 408–420.

Moret P, Muriel P, Jaramillo R, Dangles O. 2019. Humboldt’s Tableau Physique revisited. Proceedings of the National Academy of Sciences 116: 12889–12894.

• Para estimar los nichos térmicos Cuesta et al. (2020) usaron ocurrencias georeferenciadas de especies obtenidas de bases de datos globales (e.j. https://www.gbif.org/es/) y especímenes de herbarios regionales.
• Las coordenadas de estas ocurrencias fueron usadas para extraer valores de temperaturas mensuales de capas climáticas globales (https://www.worldclim.org/data/v1.4/worldclim14.html) que fueron regionalizadas para obtener capas a 90 m de tamaño de píxel. Estos valores fueron usados para calcular la temperatura óptima, temperatura mínima y rango termal de cada especie.
• Para cada especie se estimó la proporción del rango térmico que se perdería con un incremento de temperatura de 1.5°C. Las especies fueron clasificadas en diferentes categorías de vulnerabilidad (alta, media y baja) de acuerdo al porcentaje de pérdida. Luego para cada comunidad se estimó la proporción de especies con diferente categoría de vulnerabilidad.

proyección para 2040-2069

Tovar et al. (2013) (https://journals.plos.org/plosone/article/authors?id=10.1371/journal.pone.0063634)

La alta biodiversidad en los Andes no sólo está representada por el gran número especies que habitan en la región, sino también por el gran número de ecosistemas que existen. Sólo en los Andes tropicales (Andes del norte y parte de los Andes centrales, desde el oeste de Venezuela hasta el sur de Bolivia), se han identificado alrededor de 133 ecosistemas (Josse et al., 2009). Sin embargo, se espera que el cambio climático generará cambios en la distribución de estos ecosistemas.

Usando la distribución de los ecosistemas como base, y después de un proceso de agrupación de los mismos, ocho biomas tropicales andinos fueron identificados para poder analizar los potenciales cambios en su distribución ante escenarios de cambio climático (Tovar et al., 2013). Si bien existen áreas en las que los mismos biomas seguirían ocurriendo en el futuro, otras regiones sufrirían cambios con el retroceso o pérdida de un determinado tipo de bioma y el avance de otros biomas que previamente no ocurrían ahí. De acuerdo a proyecciones futuras de la distribución de los biomas bajo escenarios de cambio climático para el periodo 2040-2060, los Glaciares y áreas crioturbadas, junto con los Páramos son los biomas que sufrirían mayor pérdida porcentual de su área actual (~48-82 % en promedio) con casi ninguna ganancia de áreas nuevas (Tovar et al., 2013). Por el contrario, la distribución proyectada a futuro de otros biomas, como los Bosques estacionalmente secos y los Arbustales montanos, tendrían una ganancia neta en área (ganancia menos pérdida) con respecto a su área actual (~ 30-50%). Si bien los cambios proyectados difieren entre los diferentes biomas, es importante mencionar que entre el 74-83% del área total de los Andes tropicales no sufriría mayores cambios, lo que no necesariamente implica que no cambie la composición de especies o los servicios ecosistémicos que prestan. Los cambios se proyectan con una menor incertidumbre para un 3-8% del área total, mientras que entre un 13-17% los cambios proyectados son altamente inciertos debido a que los modelos climáticos predicen tendencias opuestas.

Bibliografía

Josse C, Cuesta F, Barrena V, Cabrera E, Chacón-Moreno E, Ferreira W, Peralvo M, Saito J, Tovar A. 2009. Ecosistemas de los Andes del Norte y Centro. Bolivia, Colombia, Ecuador, Perú y Venezuela. Lima.

Tovar C, Arnillas CA, Cuesta F, Buytaert W. 2013. Diverging responses of tropical Andean biomes under future climate conditions. PLoS ONE 8: e63634.

• Los 8 biomas tropicales andinos fueron identificados a partir del mapa de sistemas ecológicos andinos desarrollado por Josse et al. (2009).
• Se usó un modelo de regresión logística para obtener la distribución potencial de cada bioma usando variables climáticas y topográficas. El mapa final de biomas para los Andes tropicales al presente (1960-1990) se obtuvo luego de combinar los mapas individuales. Para esto, se asume que la distribución de los biomas alcanza un equilibrio con el clima para un momento dado.
• La distribución futura (2040-2069) de los biomas fue modelada usando proyecciones climáticas del CMIP3 para el escenario A1B que incluye 8 modelos climáticos diferentes.
• El gráfico de barras generado se obtiene estimando la mediana de la proyección de los 8 modelos tanto para las áreas sin cambio, las áreas que se perderían y las nuevas que serían ganadas para cada bioma.

Josse C, Cuesta F, Barrena V, Cabrera E, Chacón-Moreno E, Ferreira W, Peralvo M, Saito J, Tovar A. 2009. Ecosistemas de los Andes del Norte y Centro. Bolivia, Colombia, Ecuador, Perú y Venezuela. Lima.

2000-2011

Fadrique et al. (2018) (https://www.nature.com/articles/s41586-018-0862-z)

En las últimas décadas se ha registrado una tendencia hacia el incremento en la temperatura media anual en los Andes (Vuille et al., 2015). Una de las consecuencias de este calentamiento es el desplazamiento en la distribución de árboles tropicales andinos hacia zonas más altas, con una tasa de migración promedio estimada en Perú de entre 2.5 y 3.5 metros por año en el gradiente altitudinal (Feeley et al., 2011). De esta manera, en las comunidades de bosques andinos, parece estarse produciendo un aumento en la abundancia de especies cuyas temperaturas óptimas de ocurrencia son más altas, lo que se conoce como termofilización (Duque et al., 2015).

En los bosques andinos tropicales este proceso de termofilización es generalizado pero heterogéneo en magnitud, como lo muestra un estudio que analizó 64 parcelas de bosques que cubren desde el norte de Colombia hasta el norte de Argentina (Fadrique et al., 2018). En este estudio se encontró que el 72% de estas parcelas muestran un incremento en la abundancia de especies de árboles que suelen ser de zonas más cálidas (zonas más bajas). Sin embargo, las tasas de termofilización son variadas y pueden llegar a ser incluso negativas (disminución de especies con temperaturas óptimas altas), especialmente en las parcelas localizadas en las zonas más altas y elevaciones intermedias. Las diferencias son atribuidas a la presencia de ecotonos y a otras características más locales de las parcelas no relacionadas al clima. Es muy probable que este cambio en la composición de especies, conocido como termofilización, se deba al cambio climático y amenaza a las especies típicas de bosques más fríos que tienen temperaturas óptimas más bajas, y que ahora deben competir con especies provenientes de altitudes menores. Adicionalmente los cambios en composición también pueden afectar la funcionalidad y provisión de servicios ecosistémicos de los bosques andinos.

Bibliografía

Duque A, Stevenson PR, Feeley KJ. 2015. Thermophilization of adult and juvenile tree communities in the northern tropical Andes. Proceedings of the National Academy of Sciences 112: 10744–10749.

Fadrique B, Báez S, Duque Á, Malizia A, Blundo C, Carilla J, Osinaga-Acosta O, Malizia L, Silman M, Farfán-Ríos W, et al. 2018. Widespread but heterogeneous responses of Andean forests to climate change. Nature 564: 207–212.

Feeley KJ, Silman MR, Bush MB, Farfan W, Garcia Cabrera K, Malhi Y, Meir P, Salinas Revilla N, Raurau Quisiyupanqui MN, Saatchi S. 2011. Upslope migration of Andean trees. Journal of Biogeography 38: 783–791.

Vuille M, Franquist E, Garreaud R, Lavado Casimiro WS, Cáceres B. 2015. Impact of the global warming hiatus on Andean temperature. Journal of Geophysical Research: Atmospheres 120: 3745–3757.

Notas

La figura muestra la tasa de termofilización (eje y) para 64 parcelas de bosque en los Andes tropicales (9°N – 27°S) ordenadas por la temperatura media anual del sitio donde se encuentra cada parcela (eje x) (figura de la derecha), y el mapa de ubicación de estas parcelas (figura de la izquierda) donde la distribución del bosque montano es mostrada en verde. Parcelas donde se registran valores positivos de termofilización (incremento en la abundancia de especies con temperaturas óptimas más altas) se muestran en rojo y en azul los valores negativos (incremento en la abundancia de especies con temperaturas óptimas más bajas).

Fuente

Adaptado de Fadrique et al. (2018) (https://www.nature.com/articles/s41586-018-0862-z)

• Para estimar la tasa de termofilización de cada parcela primero se estima el índice térmico de la comunidad para cada año de censo (se asume que una parcela representa una comunidad). El índice térmico se obtiene estimando el promedio de la temperatura óptima de las especies que conforman cada parcela, ponderada por sus respectivas áreas basales relativas totales (ver detalles de cómo se obtuvieron las temperaturas óptimas para cada especie en Fadrique et al. 2018).
• La tasa de termofilización se calcula como la diferencia anualizada en el índice térmico de las comunidades comparando diferentes años de censo.
• La figura muestra la tasa de termofilización para 64 parcelas que contaban con al menos dos censos. El número de censos y años de censo varían pero estos se han realizado entre los años 2000 y 2011.