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F. Cuesta, S. Baez, C. Arnillas, C. Tovar, W. Buytaert, J. Ramirez, Y. Caceres
Impactos del cambio climático en la biodive...
Contenido
1. Contexto Panorama Andino y del CC en los Andes Tropicales.
2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al cambio ...
1. Contexto: Panorama Andino
Ejes temáticos/
Componentes
Biodiversidad Recursos Hídricos Sistemas productivos
Vulnerabilid...
11° N – 24 ° S
~ 4.000 Km de N-S
~ 1´540.000 km2
~ 40 MY personas
Región de mayor riqueza y diversidad biológica en
la Tie...
Temperatura media anual incrementa en un promedio de 3ºC para el período 2080 – 2099
Ecosistemas de montaña: amplitud del ...
1. Contexto: Andes Tropicales
El clima controla muchos de los procesos y funciones que se desarrollan en estos
ecosistemas...
1. Contexto: Andes Tropicales
Suceptibilidad:
atributos biológicos
Exposición al
CC
Riesgo
extinción
Adaptado de Fonden et...
2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al CC
Cada incremento de 1°C desplaza las zonas
ecológicas de la Tierra en cerca d...
¿Cuál es el posible impacto del CC en el nicho climático de los biomas
andinos?
¿Qué pasa con la estructura del paisaje en...
2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al CC
9 grandes
paisajes
Modelo de paisajes
actual
Distribución actual
de paisajes
Biomas
Andinos
Biomas
aledaños
Modelos de
regresión logística
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GCr Par PnH PnX BMs BMsd Arb PrP
Area(Km
2
)
-1000100200300400
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Estable
Ganancia
Biomas siempre-verdes tienden a
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2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al CC
Tendencia: desplazamiento
vertical ascendente
Arb Des Par PnX Bms PnHY Bmex
-60
-40
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de parche
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3. Vulnerabilidad de las especies al CC
Indicadores sensibilidad de las especies andinas.
1. Análisis de riqueza,
2. Cambi...
3. Vulnerabilidad de las especies al CC: Métodos
•9457 spp de plantas vasculares y 1555 aves
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Cambio en el rango climático
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3. Vulnerabilidad de las especies al CC
4. Estado del Conocimiento
1. Documentar el estado del conocimiento
acerca de los efectos del CC en la
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• Revisión de literatura publicada en revistas científicas, y de manera
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• Dos escalas de organizaci...
• Alrededor de 90 artículos y reportes revisados
• Organismos
– 30 artículos revisados y sistematizados
• Ecosistemas
– 30...
Publicaciones a nivel de organismos por país
Países Número de estudios
Chile 4
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Los artículos abordaron 13 temas principales, siendo los más importantes la
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Anfibios 9
Árboles 5
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Plantas 2
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Tipo de
organismo
Factor Efecto
Num casos
reportados
Anfibios
<glaciar > densidad poblacional 1
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1. Distribución espacial y temporal de las especies
clave
2. Umbrales de dispersión y migración potencial de
las especies
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a. 18 de 26 artículos fueron estudios empíricos; 2 estudios experimentales:
Necesidad evidente de impulsar estudios experi...
5. Fuentes de incertidumbre
Principales fuentes de incertidumbre:
• Vacíos de comprensión de dinámica ecosistemas y ecolog...
Conclusiones
• La biodiversidad andina es muy sensible a los impactos.
• La Temperatura es clave.
• La información que exi...
Conclusiones
• Los ejercicios realizados predicen patrones y tendencias similares a los
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Gracias por su atenciGracias por su atencióón:n:
Francisco CuestaFrancisco Cuesta
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Impactos del cambio climático en la biodiversidad andina. Francisco Cuesta

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1. Contexto Panorama Andino y del CC en los Andes Tropicales.
2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al cambio climático.
3. Vulnerabilidad especies al cambio climático.
4. Estado del Conocimiento.
5. Prioridades de investigación y fuentes de incertidumbre

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Impactos del cambio climático en la biodiversidad andina. Francisco Cuesta

  1. 1. F. Cuesta, S. Baez, C. Arnillas, C. Tovar, W. Buytaert, J. Ramirez, Y. Caceres Impactos del cambio climático en la biodiversidad andina Evaluación de los posibles impactos y síntesis del estado del conocimiento
  2. 2. Contenido 1. Contexto Panorama Andino y del CC en los Andes Tropicales. 2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al cambio climático. 3. Vulnerabilidad especies al cambio climático. 4. Estado del Conocimiento. 5. Prioridades de investigación y fuentes de incertidumbre
  3. 3. 1. Contexto: Panorama Andino Ejes temáticos/ Componentes Biodiversidad Recursos Hídricos Sistemas productivos Vulnerabilidad Escenarios de impacto en los biomas (nicho ecológico) Escenarios de impactos sobre recursos hídricos Escenarios de producción de especies estratégicas Estudios de caso: Adaptación / Mitigación Estado del conocimiento y/o síntesis locales a mayor detalle en sitios con trabajo previo intensivo Estado del conocimiento y/o síntesis locales a mayor detalle en sitios con trabajo previo intensivo Estado del conocimiento y/o síntesis locales a mayor detalle en sitios con trabajo previo intensivo Marco político - institucional Análisis de marco institucional existente y modelos de gestión Análisis de marco institucional existente y modelos de gestión Análisis de marco institucional existente y modelos de gestión
  4. 4. 11° N – 24 ° S ~ 4.000 Km de N-S ~ 1´540.000 km2 ~ 40 MY personas Región de mayor riqueza y diversidad biológica en la Tierra. > 45.000 plantas vasculares (20.000 endémicas) y 3.400 especies de vertebrados (1.567 endémicos) en apenas el 1% de la masa continental de la Tierra (Myers et al. 2000). 1. Contexto: Andes Tropicales
  5. 5. Temperatura media anual incrementa en un promedio de 3ºC para el período 2080 – 2099 Ecosistemas de montaña: amplitud del cambio en la T es mayor que el cambio observado a escala global y regional. Impactos en el futuro pueden ser proporcionalmente más perceptibles. A una escala Regional en los Andes Tropicales (IPCC 2007, WG1-AR4): 1. Contexto: Andes Tropicales y CC
  6. 6. 1. Contexto: Andes Tropicales El clima controla muchos de los procesos y funciones que se desarrollan en estos ecosistemas (Körner 1998). La historia geológica y evolutiva de muchas de las especies andinas les confiere también un alto grado de sensibilidad. Taxa caracterizada por una alta radiación y especiación reciente (~3 MY) que ocupan nichos climáticos muy particulares con densidades poblacionales bajas y altamente especializadas (i.e. polinización). ¿Por qué es tan sensible la biodiversidad andina?
  7. 7. 1. Contexto: Andes Tropicales Suceptibilidad: atributos biológicos Exposición al CC Riesgo extinción Adaptado de Fonden et al. (2008) Impactos tienen una afección idiosincrática a nivel de spp y biomas; algunos organismos tendrán un impacto positivo y otros negativos. ¿Son todas las especies andinas altamente vulnerables? La extinción es una f de: tamaño corporal, rango geográfico, habilidad de dispersión, tasa reproductiva y especialización.
  8. 8. 2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al CC Cada incremento de 1°C desplaza las zonas ecológicas de la Tierra en cerca de 160 km. Si el incremento es de 4 °C durante el próximo siglo, las especies en el Hemisferio Norte tendrían que desplazarse cerca de 500 km (o 500 m en elevación) para encontrar un régimen climático idóneo (Thuiller 2007).
  9. 9. ¿Cuál es el posible impacto del CC en el nicho climático de los biomas andinos? ¿Qué pasa con la estructura del paisaje en dichos escenarios hipotéticos? 2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al CC
  10. 10. 2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al CC 9 grandes paisajes
  11. 11. Modelo de paisajes actual Distribución actual de paisajes Biomas Andinos Biomas aledaños Modelos de regresión logística Nuevas condiciones climáticas Escenarios proyectados Clima Topografía Escenario A1B y A2 (2020-2050) Muestreo cada 4km de separación entre los puntos 2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al CC
  12. 12. GCr Par PnH PnX BMs BMsd Arb PrP Area(Km 2 ) -1000100200300400 Pérdida Estable Ganancia Biomas siempre-verdes tienden a contraerse, Biomas deciduos y semideciduos se expanden. Consistencia entre modelos y escenarios Principales cambios en ecotonos y al norte, en Venezuela y Colombia 2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al CC A2 2050
  13. 13. 2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al CC Tendencia: desplazamiento vertical ascendente
  14. 14. Arb Des Par PnX Bms PnHY Bmex -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 Nro parches Area promedio de parche Area total %cambio Arb Des Par PnX Bms PnHY Bmex -60.00 -40.00 -20.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 Nro parches Area promedio de parche Area total %cambio Arb Des Par PnX Bms PnHY Bmex -60.00 -40.00 -20.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 Nro parches Area promedio de parche Area total %cambio Parches > 5 km2 Parches > 10 km2 Parches > 50 km2 Páramo y Bosque Montano Siempreverde: Pierden parches pequeños y área Puna Xérofitica: se fragmenta Arbustales y Puna Húmeda: Cambios en diferentes niveles de umbral 2. Vulnerabilidad de los biomas andinos al CC
  15. 15. 3. Vulnerabilidad de las especies al CC Indicadores sensibilidad de las especies andinas. 1. Análisis de riqueza, 2. Cambios en la comunidad (turnover) y 3. Variaciones en el rango de distribución climática de las especies
  16. 16. 3. Vulnerabilidad de las especies al CC: Métodos •9457 spp de plantas vasculares y 1555 aves modeladas (Maxent) •478.301 y 88.636 registros respectivamente •5 km2 resolución (Worldclim) •Dos escenarios de emisión (SRES A1B y A2) para dos cortes de tiempo (2020 y 2050). •Dos escenarios de dispersión (Ilimitada y nula)
  17. 17. 0 500 1000 1500 2000 2500 N ú m e ro d e e s p e c ie s d e p la n ta s Set de entrenamiento Set de validación 0 50 100 150 200 250 300 350 [0 .2 5 - 0 .3 ) [0 .3 - 0 .3 5 ) [0 .3 5 - 0 .4 ) [0 .4 - 0 .4 5 ) [0 .4 5 - 0 .5 ) [0 .5 - 0 .5 5 ) [0 .5 5 - 0 .6 ) [0 .6 - 0 .6 5 ) [0 .6 5 - 0 .7 ) [0 .7 - 0 .7 5 ) [0 .7 5 - 0 .8 ) [0 .8 - 0 .8 5 ) [0 .8 5 - 0 .9 ) [0 .9 - 0 .9 2 5 ) [0 .9 2 5 - 0 .9 5 ) [0 .9 5 - 0 .9 7 5 ) [0 .9 7 5 - 0 .9 8 ) [0 .9 8 - 0 .9 8 5 ) [0 .9 8 5 - 0 .9 9 ) [0 .9 9 - 0 .9 9 5 ) [0 .9 9 5 - 0 .9 9 6 ) [0 .9 9 6 - 0 .9 9 7 ) [0 .9 9 7 - 0 .9 9 8 ) [0 .9 9 8 - 0 .9 9 9 ) [0 .9 9 9 - 1 ] Área bajo la Curva (Roc) N ú m e ro d e e s p e c ie s d e a v e s 3. Vulnerabilidad de las especies al CC: Resultados Distribución del Área bajo la Curva (Curva ROC) de los modelos Maxent para todas las especies modeladas de plantas (superior) y aves (inferior), para el conjunto de registros de entrenamiento (barras grises) y validación (barras negras).
  18. 18. Patrones actuales de riqueza de especies en los Andes Tropicales Aves Plantas Vasculares Ramírez et al. (in prep). 3. Vulnerabilidad de las especies al CC
  19. 19. Cambios en la riqueza para el 2050 (SRES A1B; migración ilimitada) Aves  Plantas Vasculares Ramírez et al. (in prep). 3. Vulnerabilidad de las especies al CC
  20. 20. Cambio en el rango climático Ramírez et al. (in prep). 3. Vulnerabilidad de las especies al CC
  21. 21. 4. Estado del Conocimiento 1. Documentar el estado del conocimiento acerca de los efectos del CC en la biodiversidad de los Andes Tropicales 2. Identificar acciones de mitigación y posibilidades de recuperación 3. Lineamientos para desarrollar una agenda de investigación Objetivos
  22. 22. • Revisión de literatura publicada en revistas científicas, y de manera secundaria en reportes • Dos escalas de organización de biodiversidad: – Organismos – Ecosistemas • Línea de bosque • Cambio de uso de la tierra • Resultados: efectos analizados y sistematizados • Prioridades de investigación • Posibilidades de mitigación y probabilidades de resiliencia 4. Estado del Conocimiento: Métodos
  23. 23. • Alrededor de 90 artículos y reportes revisados • Organismos – 30 artículos revisados y sistematizados • Ecosistemas – 30 artículos sobre Línea de bosque – 15 artículos sobre Cambio de uso de la tierra – 25 sobre ecosistemas 4. Estado del Conocimiento: Resultados
  24. 24. Publicaciones a nivel de organismos por país Países Número de estudios Chile 4 Ecuador 4 Peru 3 Venezuela, Colombia, Ecuador, Peru, Bolivia 2 Argentina 2 Chile, Argentina 2 Colombia, Ecuador, Peru 2 Venezuela, Colombia, Ecuador, Peru 2 Venezuela, Colombia, Ecuador, Peru, Bolivia, Chile 2 Ecuador, Peru, Bolivia 1 Peru, Bolivia 1 Venezuela 1 ¿Qué procesos originaron estas revisiones de información regional? La mayor parte de los artículos utilizan datos empíricos (18), Los artículos basados en experimentos ecológicos e información teórica (dos cada uno) y en modelamientos (uno), son la minoría. 4. Estado del Conocimiento: Resultados
  25. 25. Los artículos abordaron 13 temas principales, siendo los más importantes la recurrencia de enfermedades, y la extinción Frecuencia de los temas tratados en los artículos científicos sobre los efectos del cambio climático en organismos Tema Referencia Frecuencia enfermedades Lampo et al.Lips et al.Seimon, et al.Dangles, O. et al.Paritsis J. and Veblen, T.T. 5 especies invasivas RodderMolina-Montenegro et al.Pauchard et al.Ledo, A. et al. 4 extinción Bustamante, M.R.Ron et al.Young, E. et al.Pounds et al. 4 diversidad de especies Killeen et al.; MolauNores 3 crecimiento Lara et al.Daniels and Veblen 2 poblaciones La Marca et al.Gosling, W.D. et al. 2 autoecología autoecología 1 endemismo Fjeldsa et al. 1 fisiología Sierra-Almeida et al. 1 migración Hillyer, R. and Silman, M.R. 1 polinización Torres-Diaz, et al. 1 regeneración Tercero-Bucardo et al. 1 4. Estado del Conocimiento: Resultados
  26. 26. Organismo(s) Número de artículos Anfibios 9 Árboles 5 Árboles y hierbas 2 Aves 2 Insectos 2 Plantas 2 Plantas-insectos 2 Arbustos y hierbas 1 Epífitas 1 Variables Frecuencia >temperatura 13 CC 9 <precipitación 2 >estabilidad ambiental 2 >tasas de infección 2 >retroceso de glaciares 1 <predación de semillas 1 >sequía 1 <menor humedad ambiental 1 >enfermedades 1 >disponibilidad de nutrientes 1 >precipitación 1 >variación en temperatura 1 Respuestas Frecuencia <densidad poblacional 8 >extinción 6 >tasas de enfermedad 3 >tasas de crecimiento 2 >densidad poblacional 2 = distribución altitudinal 2 A) Temas tratados por los 26 artículos revisados, B) Variables consideradas y sus frecuencias en los artículos revisados, y C) Respuestas biológicas a las variables analizadas en los artículos y su frecuencia. A B C 4. Estado del Conocimiento: Resultados
  27. 27. Tipo de organismo Factor Efecto Num casos reportados Anfibios <glaciar > densidad poblacional 1 > tasas de infección >tasas de extinción 2 <humedad ambiental >tasas de infección 1 >precipitación > tasas de colonización a mayores altitudes 1 >sequía >expansion de enfermedades 1 >temperatura > distribución altitudinal 1 > tasas de infección 2 > tasas de invasión 1 CC < densidad poblacional 3 =densidad poblacional 1 =extinción 1 =tasas de infección 1 > densidad poblacional 1 >extinction 3 >enfermedades <densidad poblacional 1 >tasas de extinción 1 4. Estado del Conocimiento: Resultados
  28. 28. 1. Distribución espacial y temporal de las especies clave 2. Umbrales de dispersión y migración potencial de las especies 3. Interacciones CC y dinámicas LUCC: fragmentación 4. Fisiología: Tolerancia fisiológica de las especies (C3, C4, CAM). Modelos autoecológicos. 5. Diversidad genética y viabilidad poblacional de las (meta) poblaciones de estas especies. 6. Relación impactos Amazonía – Andes: magnificación impactos esperados? 5. Prioridades de investigación
  29. 29. a. 18 de 26 artículos fueron estudios empíricos; 2 estudios experimentales: Necesidad evidente de impulsar estudios experimentales: – fortalecer instituciones de investigación, – fomentar estudios de síntesis de información empírica no publicada – Promover estudios de larga duración, replicados en varios sitios de diferentes condiciones para mejorar nuestro entendimiento de procesos a través de varias escalas espaciales y temporales b. Promover ciencia experimental, multidisciplinaria, y datos para modelos que tengan una base biológica solida y completa c. En la región andina mucha de la información proviene de revisiones que abarcan más de dos países. En gran parte esto se debe al trabajo de investigadores en temas de conservación de anfibios. d. Integrar estudios a varias escalas, desde organismos hasta ecosistemas 5. Prioridades de investigación
  30. 30. 5. Fuentes de incertidumbre Principales fuentes de incertidumbre: • Vacíos de comprensión de dinámica ecosistemas y ecología de las especies y comunidades • Incertidumbre climática (actual y futura) • Problemas de clasificación de los mapas de vegetación • Problemas de representación climática (actual) • Dinámica de migración y cambio de las especies y ecosistemas
  31. 31. Conclusiones • La biodiversidad andina es muy sensible a los impactos. • La Temperatura es clave. • La información que existe es asimétrica entre los elementos de la diversidad biológica (i.e. anfibios versus peces). • Muchos de los impactos esperados y documentados provienen de estudios a escalas globales o han sido construidos a partir de casos en ecosistemas de montaña de Europa o América del Norte. • Sabemos mucho menos de lo que creemos. Existen grandes vacíos conceptuales y de información base. • El incipiente número de estudios generados impide la construcción de análisis de síntesis y construcción de conocimiento que pueda ser escalado a niveles supranacionales (no todos los casos).
  32. 32. Conclusiones • Los ejercicios realizados predicen patrones y tendencias similares a los procesos globales pero requieren de un mayor detalle y profundización (reducir incertidumbre, incorporar procesos mecanísticos). • La generación de recomendaciones de políticas y acciones concretas tiene que ser vista con cautela y comprender que son procesos siempre en construcción. • Es fundamental fortalecer redes de investigación temáticas con procesos de generación de datos de monitoreo a largo plazo. • Fortalecer capacidades a nivel regional a través del trabajo coordinador entre universidades, autoridades, ONGs y otros actores relevantes.
  33. 33. Gracias por su atenciGracias por su atencióón:n: Francisco CuestaFrancisco Cuesta CONDESANCONDESAN fracisco.cuesta@condesan.orgfracisco.cuesta@condesan.org

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