Martín Farías Salvador

Transcripción

1 Variabilidad espacio temporal de la vegetación en una región del desierto de Atacama, Chile: Comparación entre un año La Niña (2007), otro neutro (2010) y un año El Niño (2015) Martín Farías Salvador El fenómeno del desierto florido (figura 1) que se da principalmente en la Región de Atacama al inicio de la primavera, ha tenido una temporada "excepcional", ya que tuvo floraciones entre abril y mayo, y ahora podría observarse hasta al menos la mitad de la estación, (fuente EMOL, septiembre 2015). Área de Estudio Figura 1. Desierto Florido 2015 La región de Atacama (figura 2) se ubica entre los -25,26 Lat. / -68,26 Long. y los -29,72 Lat. / -71,61 Long. Sus altitudes van desde los 0 m.s.n.m. (línea de costa) hasta más de m.s.n.m. (cordillera de los Andes). Esta área, latitudinalmente, se considera como la transición entre la zona mediterránea y la zona tropical, siendo considerada como el sector sur del inicio del desierto de Atacama, el que se extiende hasta Perú. El promedio de precipitaciones Figura 2. Área de Estudio

2 pluviales, en el centro de su territorio, es de 20,1 mm anuales siendo éstas muy influenciadas por los eventos de El Niño y La Niña (Aceituno P. y R. Garreaud, 1995), sin embargo indiscriminadamente casi todos los años, en su alta cordillera también ocurren precipitaciones sólidas que han mantenido vegetación, casi permanente, en una región que Gajardo R. (1994) denomina estepas altoandinas. En zonas de altitudes bajas y medias (0 a m.s.n.m.) las precipitaciones pluviales explican un gran porcentaje de la variabilidad temporal de vegetación, sumándose las nubes bajas que producen niebla en las zonas costeras. Por último, con respecto a vegetación, cabe mencionar que en la región de Atacama existe dos valles agrícolas de importancia que cruzan las ciudades de Copiapó y Vallenar. Materiales Imágenes EVI (Enhanced Vegetation Index) Imagen satelital Modis con datos EVI promedio, producidos con un detalle espacial de 250 metros, abarcando la región de Atacama tal como lo muestra la figura 3 para el 14 de septiembre de Los tonos verde claros a verde oscuros representan menor a mayor actividad fotosintética de la vegetación, los tonos amarillos y marrones son suelos de distinto tipo con muy poca o nula cobertura vegetacional, y el color blanco en el continente puede ser cuerpos de agua, salares o nieve. Los datos originales son gentileza del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) y posteriormente fueron procesados por el autor para el análisis y comparación entre los distintos años mencionados en el título del estudio. Figura 3. Imagen EVI

3 Datos de Apoyo Como apoyo para la selección de años, se incorporan datos de precipitaciones de las estaciones meteorológicas Caldera (-27,05 Lat. / -70,82 Long.), Huasco (-28,46 Lat. / -71,22 Long.), Copiapó (-27,37 Lat. / -70,32 Long.), Vallenar (-28,58 Lat. / Long.), Embalse Lautaro (-27,37 Lat. / -70,317 Long.) y Rivadavia ( Lat. / Long.), proporcionados por la Dirección General de Aguas y la Dirección Meteorológica de Chile. Las dos primeras estaciones son costeras, las dos que siguen están en el centro longitudinal del área y las últimas son cordilleranas. En la publicación Impacto de los fenómenos El Niño y La Niña en regímenes fluviométricos andinos (Aceituno P. y R. Garreaud, 1995), se explica la alta relación que existe entre dichos fenómenos y las precipitaciones en la región de Atacama, mientras que en la investigación 25 años de variabilidad espacio temporal de la vegetación y su relación con las precipitaciones, en parte del desierto de Atacama y en otras zonas semidesérticas de Chile (Farías M. y C. Zumaeta, 2010), se concluyó que las precipitaciones explican alrededor del 91% la variabilidad de la vegetación en la zona considerada. Por lo tanto para seleccionar los años, en el presente estudio, se determinarán tomando en cuenta los datos meteorológicos para un año con alto déficit, para uno similar al promedio histórico y para otro con alto exceso. Además se utiliza la cartografía digital del estudio La Vegetación Natural de Chile (Gajardo, 1994), con el objetivo de analizar la variabilidad específica de las regiones vegetacionales tratadas por ese autor en la región de Atacama. Resultados Precipitaciones En la siguiente tabla se muestra las precipitaciones mensuales individuales de las estaciones.

4 Las precipitaciones anuales, tomando el promedio global de todas las estaciones, fueron 10 mm para 2007 (déficit de 79,7%), 46,5 mm para 2010 (déficit 5,4%) y 105,8 mm para 2015 (exceso 115,2%). Figura 4. Promedio global mensual de precipitaciones El promedio anual histórico de las estaciones en conjunto (global) es 49,2 mm y en la figura 4 se muestra un gráfico con el promedio mensual de ellas, además del promedio histórico para el área de estudio. Como se puede apreciar en la tabla anterior y en el gráfico, el año 2007 fue bastante seco (10 mm) con pequeños eventos entre mayo y agosto, mayormente en las estaciones Huasco y Rivadavia (zona sur del área). Por su parte 2010 presentó un evento importante en mayo (31,0 mm) teniendo en cuenta que el promedio histórico para ese mes es de 6,7 mm, además de otros entre junio y septiembre con 15,4 mm. En este año las estaciones con mayor precipitación fueron Huasco, E. Lautaro y Rivadavia. Nítidamente se destaca 2015 con tres eventos importantes: marzo con 35,1 mm (buena participación de todas las estaciones), julio con 31,6 mm y agosto con 27.4 mm, además de uno menor en octubre con 11,5 mm. En ninguno de los tres años hubo precipitaciones en los meses enero, febrero, noviembre y diciembre, confirmando el promedio histórico para esos meses.

5 Comparación visual de años cada 32 días Comparación visual 17 de enero Comparación visual 18 de febrero

6 Comparación visual 22 de marzo Comparación visual 23 de abril

7 Comparación visual 25 de mayo Comparación visual 26 de junio

8 Comparación visual 28 de julio Comparación visual 29 de agosto

9 Comparación visual 30 de septiembre Comparación visual 1 de noviembre

10 Comparación visual 3 de diciembre Comparación visual 4 de enero (años siguientes)

11 La secuencia de imágenes nos muestra que en los tres primeros meses la vegetación se observa igual para los tres años y se ubica en el sector sur-oriente de la zona (páginas 5 y 6). En las imágenes del 23 de abril comienza a notarse una importante diferencia del 2015 con respecto a los otros dos años, aparece vegetación con una presencia notoria en la zona centro-sur, va aumentando el 25 de mayo y empieza a disminuir hasta julio (páginas 6 a 8). En paralelo a esta variación el 26 de junio de 2010 aparece vegetación en zonas costeras y centrosur, la que aumenta levemente en 28 julio y empieza a decaer en los meses siguientes hasta prácticamente desaparecer el 3 de diciembre (páginas 7 a 10). El 29 de agosto de 2015 se activa de nuevo la vegetación, pero ahora con la diferencia que se extiende a los sectores costeros y hacia nor-oriente, de ahí en adelante la vegetación comienza a disminuir paulatinamente hacia fin de año, pero igual es mayor que cuando se inició la temporada (páginas 8 a 10). Mientras tanto el año 2007 luce exactamente igual durante todo el año. Resultados cuantitativos de EVI a. Área de Estudio Para hacer una comparación generalizada del área de estudio, con respecto a la variabilidad temporal de la vegetación, la figura 5 contiene un gráfico de los valores EVI, cada 16 días, en los años estudiados. Figura 5. Variabilidad EVI para el área de estudio

12 Durante enero y hasta el 14 de marzo los tres años muestran valores muy similares, los que se explican por la ausencia de precipitaciones Promedio anual 0,047. A partir del primero de mayo empieza una caída de EVI que podría explicarse por precipitaciones sólidas en las zonas altas, ya que en menores altitudes no se presentaron precipitaciones líquidas importantes, solamente en Embalse Lautaro (5 mm). Entre junio y agosto precipitaron solamente 2,9 mm global, mayormente en Huasco y Rivadavia (16,2 y 32 mm respectivamente), por lo tanto el retorno a los valores iniciales de EVI, más un pequeño aumento hasta diciembre, podría ser debido al derretimiento de la nieve y la humedad dejada por efecto de ese hecho en las zonas altas Promedio anual 0,051. En este año las precipitaciones se iniciaron con 25,3 mm a mediados de mayo, adicionando caída de nieve en la alta cordillera lo que provocó una caída de EVI. En junio precipitó solo en las estaciones Huasco y Rivadavia, 19,1 y 23 mm respectivamente, haciendo retornar los valores EVI a aquellos previos a mayo y aumentando a finales de julio con precipitaciones en Huasco y Rivadavia (4,3 y 23 mm respectivamente) los que se mantuvieron sustentados por 2,6 mm global, caídos entre agosto y octubre, con una paulatina y pequeña baja hacia fin de año Promedio anual Entre los días 23 y 25 de marzo cayeron 35,1 mm global de precipitaciones lo que produce una caída de EVI por la cobertura nival que se produjo en la cordillera, pero a partir del 30 de marzo el efecto de la humedad de los suelos producida en zonas bajas e intermedias comienza a hacerse notar en un aumento de EVI, el que alcanza un máximo el 18 de junio. A partir de esa fecha, los mm caídos no son capaces de sustentar la vegetación y el EVI empieza a retornar hacia su valor que existía antes de este evento. Los días 12 y 13 de julio de 2015 se produce otro evento con 31,6 mm global de precipitaciones, además de un aumento de la cobertura nival en las zonas altas. Este evento impulsa un aumento de EVI el que es sustentado por más lluvias entre los días 8 y 11 de agosto con 27,4 mm global produciendo un máximo alrededor del 6 septiembre. De ahí en adelante se observa una disminución paulatina hasta el 24 de octubre, valor que posteriormente se mantiene estable hasta fin de año y con mayor nivel que al comienzo del año.

13 b. Regiones Vegetacionales de Gajardo En la figura 6 se muestran las regiones vegetacionales que serán analizadas respecto a su variabilidad temporal de EVI en los tres años. 1 Desiertos Costeros 2 Desiertos Absolutos 3 Desiertos Floridos 4 Desiertos Andinos 5 Estepas Desérticas 6 Desiertos Altoandinos 7 Estepas Altoandinas Figura 6. Regiones Vegetacionales

14 b.1. Región Desiertos Costeros (altitud promedio 450 m.s.n.m.) En un año casi completamente seco (2007), la escasa vegetación permanente de estas regiones prácticamente no varía, mostrando un promedio EVI de 0,049. En los otros años, las curvas muestran una variabilidad semejante al análisis que se hizo anteriormente para toda el área de estudio, pero con una excepción bastante importante ya que aquí no existen las caídas de EVI, que se apreciaron en los meses en que precipitó nieve en zonas altas. El año 2007 presentó un promedio EVI de 0,062, mientras que en 2015 fue de 0,068. b.2. Región Desiertos absolutos (altitud promedio1.350 m.s.n.m.) En esta región, sobre cuyos suelos prácticamente no existe vegetación, al parecer hay excepciones cuando se dan las condiciones meteorológicas del año 2015 ya que las que se produjeron en 2010 no fueron suficientes para presentar alguna actividad fotosintética significativa y menos en Esto se presentó como una oportunidad para averiguar que lugares de esta región presentaron la mencionada actividad. Los promedios EVI fueron 0,051 el 2007, 0,052 el 2010 y 0,056 el 2015.

15 Los lugares en donde existió aumento de EVI durante la primavera de 2015, al interior de la región denominada desierto absoluto, se muestran en la figura 7. Figura 7. Aumento de actividad fotosintética 2015 b.3. Región de los Desiertos Floridos (altitud promedio m.s.n.m.) Hermosos paisajes que ofrecen estos desiertos, que cuando se dan ciertas condiciones meteorológicas aparecen flores de todos colores, especialmente el año 2015, evento que se ha catalogado como muy diferente a otros anteriores, ya que ha sido uno de los más floridos de los últimos años y temporalmente ha sorprendido

16 presentándose muy tempranamente en marzo. Lo común es que se produzca como lo hizo en el año Los promedios EVI fueron 0,056 el 2007, 0,062 el 2010 y 0,074 el Aquí aparece una oportunidad de investigación en el futuro, para averiguar en que lugares dentro de esta región se produce la mayor actividad fotosintética, de mayor duración y de mayor frecuencia. b.4.región Desiertos Andinos (altitud promedio m.s.n.m.) Esta Región tiene sectores que alcanzan una altitud de m.s.n.m. y es probable que en algunas ocasiones caiga nieve. Presenta bastante similitud temporal con la variabilidad de los desiertos absolutos, pero los valores EVI se diferencian con mayor amplitud entre 2015 y los otros dos años. Los promedios EVI fueron 0,046 el 2007, 0,047 el 2010 y 0,059 el b.5. Región Estepas Desérticas (altitud promedio m.s.n.m.) Aquí, prácticamente no existen subidas de EVI por lluvias, so lamente hay caídas y retornos debido a la variabilidad de precipitaciones sólidas. Los valores EVI comienzan y terminan los años aproximádamente en el mismo nivel. Los promedios EVI fueron 0,039 el 2007, 0,040 el 2010 y 0,039 el 2015.

17 b.6. Región Desiertos Altoandinos (altitud promedio m.s.n.m.) Muy similar a la variabilidad de la región anterior con la diferencia que caídas y retornos tienen una mayor amplitud. Además estos desiertos presentan el menor valor EVI ya que sus promedios fueron 0,020 el 2007, 0,026 el 2010 y 0,017 el b.7. Región Estepas Altoandinas (altitud promedio m.s.n.m.) En esta última región el EVI varía como una mezcla de regiones de altitudes, medianas y altas, además de ser la que llega más al sur del área de estudio. Otra leve diferencia es que termina el año con valores EVI promedio mayores que los de inicio, lo que podría significar que al derretirse la nieve, la humedad producida genera ese aumento de vegetación. Los promedios EVI fueron 0,052 el 2007, 0,055 el 2010 y 0,054 el 2015.

18 Conclusiones El estudio confirma la influencia que tienen las precipitaciones en la producción de vegetación en zonas muy áridas, incluso si se dan condiciones meteorológicas como las de 2015, en algunos lugares considerados como desiertos absolutos aparece vegetación que puede mantenerse por varios meses. También en este año se produjo uno de los eventos desierto florido bastante diferente a lo común, ya que se manifestó tempranamente en abril y aparte de tener dos máximos, el ciclo de la vegetación se amplió, con alguna variabilidad, hasta casi fin de año. Entre los años examinados 2007 (La Niña) se dio como era lo esperado, es decir, durante todo el período se mantuvo en las mismas condiciones, ni siquiera en primavera se observó algún cambio en la actividad fotosintética en zonas bajas y de mediana altitud. La excepción se produjo en zonas cordilleranas donde precipitaciones sólidas (nieve) hacen caer los valores EVI y al derretirse esta, solo se observa una recuperación al nivel que tenían esos suelos previo a las precipitaciones, Las diferencias entre 2010 y 2015, no se expresaron solamente en los ciclos vegetacionales sino también en los espacios en que se produjo la vegetación. En algunos meses 2010 se diferenció por sus altos valores EVI en sectores costeros, mientras que 2015 mostraba mayor actividad en sectores más al centro, en términos de coordenadas longitudinales. Esta última diferencia podría deberse a como se produjeron las precipitaciones que recibió cada una de las estaciones, tratadas individualmente en los distintos meses de estos años. Las imágenes Modis conteniendo datos EVI, demuestran que son muy útiles para este tipo de estudio y existen desde el año 2000, por lo tanto en el futuro tomarán más valor ya que se podrán hacer investigaciones usando largas series de tiempo.