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Efectos del cambo climático sobre la vegetación y la
dinámica del fuego
Francisco Lloret
EL VALOR DE LOS ESPACIOS PROTEGIDOS DE MONTAÑA EN UN ESCENARIO DE CAMBIO CLIMÁTICO Granada 13-15 Mayo 2009
Tendencia climática
Raupach et al 2007, PNAS; Rahmsdor et al. 2007, Science
1970 1980 1990 2000 2010
Temperature (°C) Sea Level Rise (cm)
Tendencia climática
1990 1995 2000 2005 2010
CO
2 Em
issi
ons
(GtC
y-1)
5
6
7
8
9
10Actual emissions: CDIACActual emissions: EIA450ppm stabilisation650ppm stabilisationA1FI A1B A1T A2 B1 B2
Atmospheric CO2
- Estimaciones de cambios en la distribución de especies y comunidades
- No gradualidad de los cambios: eventos extremos
- Incendios forestales y cambio climático
CAMBIOS EN LA DISTRIBUCIÓN DE ESPECIES
Y COMUNIDADES
Impacto del cambio climático en el número de especies vegetals en 2100 (EEA, 2005)
En Israel, se espera que con un calentamiento de 1.5ºC los biomas mediterráneos se desplacen 300-500 km hacia el nortey suban 300-600 m en altitud (Israel Min. Env., 2000)
Se espera que en algunos países se hayan perdido másde 50 especies en 2100.
Cambios en la distribución de las especies
(Thuiller et al., 2005)
En Europa, los cambios más importantes en la diversidad de especies se esperan en la transición entre las regiones Mediterránea y Euro-Siberiana
Distribuciones idóneas de especies forestales de la península Ibérica
• Modelos a partir de distribuciones actuales (IFN3) y Atlas Climático Digital
• Proyección a partir de Escenarios climáticos y los modelos de distribución
• Proporcionan información de las áreas de idoneidad futura, pero hay otros factores que restringen la distribución real:
• gestión• dispersión• interacciones bióticas• otras perturbaciones
Distribuciones idóneas de especies forestales de la península Ibérica
Pinus sylvestris
actualTª: 13.6ºC
2050-2080Tª: 16.8ºC
Hadley Center escenario A2
“Take-away” message
Es posible estimar para las diferentes especies qué zonas
serán climáticamente idóneas en el futuro
Zonas de montañaCambios en la distribución altitudinal
Peñuelas et al. Glob Chan Biol
Montseny (Barcelona)
Límite superior
Límite inferior
Fagus sylvatica (haya)
Modelo estadístico del número de especies vegetales que perderían su
área de distribución climática en ausencia de corredores
La continuidad territorial posibilita el reajuste de la distribución
Dispersión y rango altitudinal
Colwell et al 2008, Science 322: 258-261
Briófitos de Canarias
Lloret & Mancebo
+1ºC equivaldría a una migración de + 200 m
Briófitos de Tenerife
Lloret & Mancebo
0
20
40
60
80
100
100 200 300 400 500 600 700 800
Lowland biotic attritionRange-shift gaps
Elevation Shift
0
50
100
150
200
250
300
350
100 200 300 400 500 600 700 800
Lowland biotic attritionRange-shift gaps
Elevation Shift
+1ºC equivaldría a una migración de + 200 m
Coge el mensage y corre...
Preservación de corredores en los gradientes altitudinales
NO GRADUALIDAD DE LOS CAMBIOS:
EVENTOS EXTREMOS
Respuestas no-lineales en el reclutamiento
Danby & Hik J. Ecol 2007
Yukon, Canada
Sequía - Cavitación
Respuestas ecofisiologicas no-lineales
(Martínez-Vilalta & Piñol)
Predicciones de cambio
2050
Eventos climaticosextremos
sequíaslluvias …
“...la temperatura media podría aumentar entre 1.4ºC y 5.8ºChasta 2100 dependiendo de los escenarios climáticos...”
Proyecciones de episodios extremosPromes Model (UCLM) “nested” in HadAM3
Sánchez et al. Glob Plan Change (2004)
Los eventos de sequía extrema pueden producirpatrones espaciales discontínuos
• Los eventos de sequía interaccionan con el sustrato geológico y producen un mosaico de seca del dosel forestal
Serralada litoral catalana(Quercus ilex, Erica arborea)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Girb
au
Pedr
itxes
Rel
linar
s
Cau
s
Mos
set
Mor
elle
s
Quercus ilex
SchistBreccia
Can
opy
surv
ival
(%
gre
en le
aves
)
*
*
*
**
*
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Girb
au
Pedr
itxes
Rel
linar
s
Cau
s
Mos
set
Mor
elle
s
Erica arborea
Canopy survival
(% green leaves)
**
**
*
*
Lloret et al. Glob Change Biol 2004
La recurrencia de las sequíasdisminuye la resistencia y
produce pulsos de mortalidad
Rebrotada 1985Débil
MuertoDébilFuerte
Rebrotada 1985Fuerte
1995
Coge el mensaje y corre....
Los ajustes de la vegetación al nuevo escenario climático no tienen por quédarse de forma gradual, sino que en
algunos casos se producirán de forma rápida, asociados a eventos extremos
(sequías,incendios)
Sequía y diversidad de especies
Anomalía Evapotranspiracion potencial
A mayor diversidad de especies, mayor resistencia, ya que hay mas probabilidades de encontrar alguna especies
resistente
Anomalía NDVI
Verano 2003
Anomalia NDVIRiqueza de especies leñosas (IFN3)
Cruzando los datos de la anomalía de NDVI (años secos como 2003 respecto a la serie normal) y de los
inventarios forestales, considerando el clima de la localidad
Lloret et al. Ecology
La hipotesis funcionaria en ecosistemas mediterraneos: el impacto es mayor en bosques mas pobres
Pero no en formaciones de distribucion centroeuropea, en las que el impacto es mayor en bosques mas ricos en especies
Conclusiones
El papel de la diversidad de especies ante el impacto climatico varia segun el contexto biogeografico y el sentido de la perturbacion:
- en ecosistemas que han evolucionado en condiciones mas similares a las nuevas limitaciones ambientales, la diversidad reduce el impacto, pero …
- en ecosistemas que se han constituido en condiciones diferentes pueden acumularse proporcionalmente mas especies sensibles a las nuevas condiciones climaticas
Coge el mensaje y corre....
La diversidad de especies garantiza una menor vulnerabilidad, ..... pero
Nos hemos de preparar para combinaciones de especies a las que no
estamos acostumbrados
Pinus sylvestris
Pre-Pirineo Lleida(2007)
Decaimiento de bosques de pino albar en su límite de
distribución
Respuesta a eventos climáticos extremos: sequías
La defoliación / mortalidad se produce por la contribución de diferentes factores
(Galiano, Martínez-Vilalta, Lloret)
muérdago
tamañoy = 0.0083x + 0.7394R2= 0.0815
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Canopy defoliation (%)
Tota
l bas
al a
rea
(m2 )
competencia
• ¿Se puede mejorar la supervivencia si la densidad (área basal) del bosque se ajusta previamente?
área basal
mortalidad
Gestión silvícola preventiva
El reemplazamiento de comunidades se produce cuando hay un desajustes entre la mortalidad y la regeneración de las diferentes especies
Regeneración Mortalidad
Los eventos de sequía pueden favorecer matorrales mediterráneos y
ralentizar la sucesión
control
tratamientos (sequía, calentamiento)
Doñana
matorral sabinar
(Lloret, Díaz-Delgado)3
4
5
6
7
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Cubierta seca (%)
r = 0,521
Buscando mecanismos estabilizadoresProcesos a microescala: banco de
semillas
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
CONTROL SEQUERA ESCALFAMENT
Tratamientos
ĖREES OBERTES + SOTA VEGETACĖREES OBERTES SOTA VEGETACIī
La sequía continuada disminuye el banco de semillas en las zonas abiertas pero no bajo la vegetación
(del Cacho, Lloret, et al.)
Cambio climático – Incremento de la aridez
Disminución del banco de semillas de especies de vida corta
Incremento de zonas sin vegetación
Disminución del banco de semillas en claros de vegetación
METODOLOGIA RESULTATS
Retroalimentación estructura espacial - reclutamiento
INCENDIOS FORESTALES Y CAMBIO CLIMATICO
Aumento de las Temperaturas diarias (entre 0.35 y 0.27ºC paralas temperaturas anual y estival por década en el Levante español)
Aumento de la evapotranspiración y disminución de la humedad del aire estival
ETPmínima humedad relativa diaria
Temperatura media diaria Precipitación
Tendencia climática
El número de días con alto riesgo climático de
incendios ha aumentado a lo largo
del siglo XX
número de días superando un valorpreestablecido del índice I87mod (Canadá)
temperatura máxima diariahumedad relativa mínimavelocidad del viento máxima
0
20
40
60
80
100
1940 1950 1960 1970 1980 1990
Num
ber o
f day
s A
Year
10 2
10 3
10 4
10 5
10 6
0 20 40 60 80 100
Are
a bu
rnt (
ha)
Number of days
B
Catalunya
32% de la variabilidad de la superfície incendiada se explica por el número de días con alto
riesgo
NW America
Área quemada (ha)Déficit de humedad
- La estación de incendios ha aumentado 78 días- La duración media de los grandes incendios ha aumentado de 7.5 a 37.1 días
- La Temp. media de primavera-verano ha aumentado 0.9ºC- La nieve se funde 1-4 semanas antes
Westerling et al. Science 2006
Los episodios de sequía aumentan la acumulación de combustible
• Los episodios de sequía se multiplican en diferentes tipos de comunidades: matorrales, encinares, pinares
Doñana
St Llorenç (Barcelona)
Importancia de lluvias intensas después del incendio-las pérdidas de suelo después de eventos torrenciales pueden ser hasta 100 veces superiores en zonas quemadas (De Luis et al 2003)
- después del fuego, una lluvia torrencial que ocurre cada 10 años produce inundaciones que ocurrirían cada 100-200 años (Ticino, Suiza) (Conedera et al 2003)
Las lluvias intensas, episódicas tienden a aumentar
Pérdidas de suelo
Estacionalidad lluvias1960-1991
(De Luis et al. For Ecol Manag 2001)
Efecto de la recurrencia de incendios
0
1 104
2 104
3 104
4 104
5 104
1 Fuego 2 Fuegos
DensidadPinus halepensis ha -1
DensidadReproductivos
34% 19%
0
5
10
15
20
1 Fuego2 Fuegos
L,F H
Horizontes orgánicos
n = 16, p = 0.006
(t / ha)
n = 16, p = 0.0280
20
40
60
80
100
120
140
160
Arbóreo Arbustivo Herbáceo
1 Fuego2 Fuegos
Altura (cm)
***
***
*
Aumentarán los episodios largos de alto riesgo de incendio
Escenarios con
emisiones de gas moderadas-altas
emisiones de gas bajas-moderadeas
Proyecciones futuras (2071-2100)
Moriondo et al 2006 Climate Research
Augmento del riesgo en zonas de montaña que hasta ahora tenian riesgo bajo
Moriondo et al 2006 Climate Research
Escenarios con
emisiones de gas moderadas-altas
emisiones de gas bajas-moderadas
Proyecciones futuras (2071-2100)
El cambio climático está aumentando el riesgo de incendios en ecosistemas, como los de montaña,
que hasta ahora era poco afectados
Los incendios se harán más frecuentes en zonas donde hasta ahora eran raros y
con vegetación más vulnerable
0
0.1
0.2
0.3
0.4
<20 -20 to 0 0 to 20 >20
Fire-sensitive species
Thornthwaite index
Fire
No Fire
Mediterranean Moister
**
** *
*
Pro
porti
on o
f spe
cies
incendios de Cataluña central
Alpes Suiza
Scumacher & Bugman 2006, Glob Change Biol
ACTUAL
2070-2100
VegetaciónIncendios
SIN INCENDIOS
Altitud (m)Altitud (m)
Intervalo de rotación
Registros paleohistóricos indican cambios en la vegetación sensible al fuego (Alpes)
Abies alba carbón (Tinner et al. J. Ecol. 1999)
Necesitamos conocer los cambios en el
régimen de incendios en zonas de montaña y la vulnerabilidad / resiliencia de sus
especies
GESTIONAR EL CAMBIO! GESTIONAR EL CAMBIO!
El cambio climático comportará cambios en la vegetación que pueden ser locales y rápidos a partir de episodios extremos
(sequías, incendios)
Valorizar las formaciones menos estructuradas (matorrales, dehesas)
Favorecer las migraciones: corredores altitudinales
En las zonas de montaña estos cambios se manifestarán claramente debido al gradiente
altitudinal. LAS ZONAS DE MONTAÑA REPRESENTARAN REFUGIOS
Gestionar los incendios en las zonas de montaña y en ecosistemas sensibles
(evitar incendios de copa, aumentar el conocimiento de su sensibilidad)
Reforzar los mecanismos estabilizadores:- estructura de la comunidad (densidad,
distribución espacial)
- diversidad de grupos funcionales
Gracias!!