Cambio Climático en ecosistemas de páramo - UTPL Biodiversity Wiki

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

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. 2002
Parmesan & Yohe 2003

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)

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

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

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

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

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

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

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, 2005‐11‐03

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, 2005‐11‐03
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

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, 2005‐11‐03
3000 m
2700 m
N=20
N=20
2500 m
N=20

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)

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)

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

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)

Modelos Jerárquicos ‐ Páramo
(Hierarchical modelling framework)

Páramo
‐ Cambio Climático / Colombia ‐

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

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

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

“verano cada día-invierno cada noche”
Chardon, C. E. 1938.
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

¿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

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”

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

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

ACCELERATES PROJECT
THE MONARCH PROJECT
MACIS EUROPEAN PROJECT
ALARM PROJECT

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

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)

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

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: http://earthobservatory.nasa.gov
Exp. Transplante
Monitoreo y caracterizaciones

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!!

Gracias por su atención