Cambio Climático en ecosistemas de páramo Importancia de la investigación básica en el análisis de impacto

Transcripción

1 Cambio Climático en ecosistemas de páramo Importancia de la investigación básica en el análisis de impacto Jorge Jácome Ph.D. Unidad de Ecología y Sistemática Herbario de la Pontificia Universidad Javeriana Pontificia Universidad Javeriana

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3 Incremento del CO 2 (otros gases con efecto invernadero) Cambio Climático Incremento en las temp. Cambios en la precipitación. Cambios en la frecuencia de eventos extremos. Efectos fisiológicos Fotosíntesis, Respiración, Crecimiento, Uso de agua, composición de tejidos, tasas metabólicas, descomposición Cambios fenológicos Efectos sobre la distribución hacia los polos, hacia elevaciones superiores Cambio en interacciones entre especies Competencia, Herbivoría, Parasitismo, Mutualismo Cambios en la distribución Extinción de especies Cambio en la estructura, composición y función de comunidades y ecosistemas Modificado de Hughes, 2000 Walther et al Parmesan & Yohe 2003

4 Causas de Stress Altas temperatura Bajas temperaturas Exceso de agua Déficit de agua Irradiación Disminución en el desempeño (reproductivo) de los organismos Químicos (pesticidas, metales pesados, contaminates) Bióticos (competencia, patógenos, predadores)

5 Cambios ambientales (Biótico y Abiótico) Tolerancia Stress ambiental (Biótico y Abiótico) Respuesta Resistencia Susceptibilidad Evasión Aclimatación Daño o Deterioro Crecimiento Permanenecia Muerte

6 Cambios ambientales (Biótico y Abiótico) Tolerancia Stress ambiental (Biótico y Abiótico) Respuesta Resistencia Susceptibilidad Evasión Aclimatación Daño o Deterioro Crecimiento Permanenecia Muerte

7 Cambios ambientales (Biótico y Abiótico) Tolerancia Stress ambiental (Biótico y Abiótico) Respuesta Resistencia Susceptibilidad Evasión Aclimatación Daño o Deterioro Crecimiento Permanenecia Muerte

8 Bajo número de especies homogeneidad geográfica Alta dominancia de especies particulares en cada conjunto de vegetación Bioclimatic Models Physiologically based Models

9 Bioclimatic Models Establecer correlaciones entre el clima actual y la distribución de las especies Gradiente Climático Distribución esperada / Nicho fundamental Huntley et al. (1995) Pearson et al. (2002) Suposición: la distribución de las especies esta en equilibrio con el clima, lo cual muchas veces no es cierto Distribución observada / Nicho realizado

10 Bioclimatic Models Interacciones bióticas / cambios evolutivos / dispersión Respuesta homogénea a nivel de comunidad Los modelos bioclimáticos parecen aproximarse mejor en a las predicciones de la distribución de ciertas especies, a ciertas escalas y bajo condiciones geográficas particulares ( Hemisferio Norte) Individual de cada especie

11 Jacome (2005)Factors controlling the lower elevational limits in tropical montane plants in the Andes and their implications under the current climatic change. Dissertation zur Erlangung des Doktortitels, angenommen von: Georg August Universität Göttingen, Mathematisch naturwissenschaftliche Fakultäten,

12 Jacome (2005)Factors controlling the lower elevational limits in tropical montane plants in the Andes and their implications under the current climatic change. Dissertation zur Erlangung des Doktortitels, angenommen von: Georg August Universität Göttingen, Mathematisch naturwissenschaftliche Fakultäten, Pilea strigosa Viola boliviana Patrones de reiteración fijos tiempo distancia Efecto negativo de la hojarasca Patrones de reiteración plásticos o oportunistas (Griffith, 1998) disturbios alargamiento no determinado Efecto positivo o neutro de la hojarasca

13 Jacome (2005)Factors controlling the lower elevational limits in tropical montane plants in the Andes and their implications under the current climatic change. Dissertation zur Erlangung des Doktortitels, angenommen von: Georg August Universität Göttingen, Mathematisch naturwissenschaftliche Fakultäten, m 2700 m N=20 N= m N=20

14 Physiologically based Models Establecer el mecanismo fisiológicos de respuesta de los organismos al clima Gradiente Individualiza las respuestas pero se refiere al nicho fundamental BIOMAS (Tipos de plantas grupos funcionales)

15 Physiologically based Models interacciones bióticas / variación intraespecífica Factores bióticos Competencia Herbivoría Patógenos Factores abióticos Temperatura Humedad Irradiación Presión de aire ( ) ( ) Gradiente Dobzhansky (1950) MacArthur (1972)

16 Modelos Jerárquicos (Hierarchical modelling framework) Bioclimatic models Physiologically based Models Factores ambientales no biológicos Interacciones bióticas entre las especies

17 Modelos Jerárquicos Páramo (Hierarchical modelling framework) Bioclimatic models Physiologically based Models Factores ambientales no biológicos Interacciones bióticas entre las especies (bases de datos de especies) (información meteorológica) (SIG) (exp. y monit. IN SITU)

18 Modelos Jerárquicos Páramo (Hierarchical modelling framework)

19 Páramo Cambio Climático / Colombia

20 X tipo de vegetación área desplazada Páramo 75.75% Superpáramo 85.20% Nival 94.48% Fuente IDEAM 2002 Implican una respuesta homogénea por parte de toda la vegetación

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22 Páramo Cambio Climático Sabemos realmente que tan reactiva y vulnerable es realmente la vegetación de páramo? Que criterios biológicos son base para categorizar los páramos como vulnerables?

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24 El efecto del cambio climático sobre la vegetación Fue basado en un modelo de distribución de la vegetación basado en el clima Por lo que la respuesta a esperar es obvia!!! Las zonas de vida EXISTEN REALMENTE EN LA NATURALEZA?

25 verano cada día-invierno cada noche Chardon, C. E Apuntaciones sobre el origen de la vida en los Andes. Bol. Soc. Venez. Ci. Nat 5:1 47. Plantas de páramo adaptadas a cambios ya que el páramo es un ambiente cambiante Efecto (regla de) Rapoport Rangos latitudinales de distribución de organismos son generalmente más angostos en latitudes bajas que en latitudes altas Stevens (1992) amplió la hipótesis a gradientes altitudinales Fernández & Vrba (2005) La alta variabilidad climática selecciona especies con amplias tolerancias climáticas, y de esta manera genera amplios rangos de distribución. Qué tan frágil es realmente el páramo? La carencia o síntesis inadecuada de información básica hace que programas de adaptación al cambio climático llegaran a adoptar medidas que bien podrían ser innecesarias o insuficientes

26 Qué tan frágil es realmente el páramo? La carencia o síntesis inadecuada de información básica hace que programas de adaptación al cambio climático llegaran a adoptar medidas que bien podrían ser innecesarias o insuficientes Hemos planteado alguna vez la hipotesis nula de que las especies de páramo NO son vulnerables al cambio climático de 2 o 3ºC? Y si son sensibles? Que tan importante es esto frente a otros factores?

27 Bates, B.C., Z.W. Kundzewicz, S. Wu y J.P. Palutikof, Eds., 2008: El Cambio Climático y el Agua. Documento técnico del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, Secretaría del IPCC, Ginebra, 224 pp. Existen lagunas de información tanto en términos de observaciones como de necesidades de investigación en relación con el cambio climático y el agua. Los datos observacionales y el acceso a los datos son prerrequisitos de una gestión adaptativa, y aun así numerosas redes observacionales están disminuyendo de tamaño

28 La detección del cambio climático consiste en demostrar que los cambios observados en organismos, poblaciones, comunidades, etc, son significativamente diferentes a los que se producirían por la variabilidad natural. tenemos métodos adecuados que descarten la variabilidad natural? El detectar un cambio no significa que entendamos el mecanismo que origina un tipo particular de respuesta Conocer el mecanismo es necesario para hacer proyecciones y modelos, y establecer la vulnerabilidad y adaptabilidad Causas del cambio: 1 Tipo climático (temperatura / precipitación) 2 Tipo no climático (procesos geológicos / Cambio de uso de la tierra / especies invasoras / Polución) tenemos métodos adecuados que determinen el tipo de causa de un cambio?

29 En estudios de campo no todas son especies son seleccionadas sino aquellas que pueden proporcionar información i.e. que muestren un cambio. Las áreas de estudio son escogidas con base en la presencia de las especies seleccionadas (criterios sesgados) Estudios sin este tipo de sesgos son los hechos con bases de datos, y permiten establecer indicadores insesgados y efectivos Como escoger especies que indicadoras efectivas del Cambio Climático?

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33 ACCELERATES PROJECT THE MONARCH PROJECT MACIS EUROPEAN PROJECT ALARM PROJECT

34 IN SITU Exp. calentamiento artificial de parcelas Exp. Transplante Monitoreo y caracterizaciones Monitoreo y caracterizaciones En la actualidad se han establecido cerca de 54 sitios de monitoreo en más de 20 países siguiendo esta metodología. En los países andinos se están terminando de establecer a la fecha, sitios de monitoreo en ambientes de páramo en Ecuador, Colombia y Venezuela, y de puna en Bolivia y Perú Páramo de Chingaza Páramo el Duende El Cocuy

35 IN SITU Exp. calentamiento artificial de parcelas Exp. Transplante Monitoreo y caracterizaciones Exp. calentamiento artificial de parcelas Calentamiento en interacciones con entidades biológicas que conforman la comunidad (Factores abióticos Factores bióticos) Cambios en interacciones entre especies Factores bióticos limitantes Adaptabilidad (Diversidad / Diversidad funcional)

36 IN SITU Exp. calentamiento artificial de parcelas Exp. Transplante Monitoreo y caracterizaciones Exp. Transplante Calentamiento en interacciones con entidades biológicas diferentes pre adaptadas (Factores abióticos Factores bióticos) Diferencias en el desempeño Factores bióticos limitantes Adaptabilidad Germinación y expresión sexual de los gametofitos de especies seleccionadas de Pteridofitos del PNN Chingaza bajo diferentes condiciones ambientales y sus implicaciones en el contexto de cambio climático actual

37 Establecer una red y consolidar un proyecto conjunto de investigación en ecosistemas de alta montaña (Páramo Puna) Establecimiento de nichos (fundamentales y realizados) Aproximaciones a la diversidad funcional IN SITU Exp. calentamiento artificial de parcelas Images: Exp. Transplante Monitoreo y caracterizaciones

38 Es necesario Dejar las inicitivas locales Y afrontar el problema de páramo como región. Establecer metodológias conjuntas y contribuir con estrategias ya consolidadas Necesitamos datos!! Y datos comparables!!

39 Gracias por su atención