Identificación de refugios climáticos para la biodiversidad en el Pirineo mediante sensores térmicos

Los refugios climáticos son áreas caracterizadas por un clima diferenciado del patrón climático regional, que posibilitan que las poblaciones de algunos organismos sobrevivan cuando las condiciones climáticas regionales les son –o se les tornan– desfavorables. Se trata de lugares de gran importancia porque podría ser el único medio de supervivencia para muchas especies de plantas en escenarios de cambio climático. Muchos estudios recientes ya alertan del cambio de distribuciones de especies como consecuencia del cambio climático, un proceso que podría ser especialmente significativo en espacios montañosos. Esto es preocupante porque las montañas albergan una cuarta parte de la biodiversidad terrestre, un tercio de las áreas protegidas mundiales (Körner & Ohsawa, 2005) y abundantes especies raras y endémicas (Enquist et al., 2019). La elevada biodiversidad de las montañas está producida por su importante heterogeneidad ambiental, es decir, por la gran variedad de ambientes que albergan como resultado de la rugosidad de su superficie (cambios en la pendiente) y del gradiente altitudinal. Esta heterogeneidad da lugar a microclimas, zonas con un clima característico a escala local diferenciadas del patrón climático regional. Son precisamente estas áreas de microclima las que permiten refugiar a poblaciones de plantas que en otras zonas no podrían hacer frente a escenarios de cambio climático, bien por su baja plasticidad o por su baja capacidad de dispersión. Ejemplos de situaciones que pueden producir microclimas en zonas montañosas son las diferencias de insolación en función de la orientación y la pendiente de la ladera, las inversiones térmicas de los fondos de valle o las diferencias de radiación a nivel de suelo que se producen entre áreas de vegetación densa, matorrales, pastizales o roquedos, entre otros.

En la última década, la identificación de refugios climáticos se ha enfocado en el estudio de las variables geográficas y ambientales que influyen en el clima local y en la caracterización climática mediante información procedente tanto de estaciones meteorológicas como de sensores de temperatura miniaturizados. Gran parte de las investigaciones realizadas hasta la fecha se han apoyado en estos últimos, que poseen la ventaja de su reducido tamaño (menos de 20 mm de diámetro) y de la posibilidad de emplazarlos en cualquier parte del territorio y a nivel de especie. Sin embargo, su colocación y mantenimiento, así como la descarga de los datos en campo, es una tarea muy laboriosa y con mucho coste de tiempo, lo que limita su distribución por una amplia extensión del territorio. La teledetección puede dar solución a este problema ya que, a partir de sensores a bordo de distintas plataformas aéreas, se puede obtener información de la superficie terrestre de manera continua y sistemática. Así pues, el uso de sensores térmicos posibilita la estimación continua de las temperaturas de la superficie tanto espacial como temporalmente. En este último año, y gracias a una ayuda JIN concedida por la AEET, estoy investigando la idoneidad del uso de sensores térmicos acoplados a plataformas aéreas para la identificación de refugios climáticos para las plantas en el Pirineo. En concreto estoy utilizando información de satélite y de dron equipados con sensores térmicos. Los primeros me permiten cubrir grandes áreas de terreno y los segundos aumentar el grado de detalle en determinados puntos de interés así como para validar la información satelital. Por un lado, me estoy apoyando en los datos LST (Land Surface Temperature) del sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), a bordo de los satélites TERRA y AQUA de la NASA. Este sensor registra la temperatura de la superficie terrestre dos veces al día –una por el día y otra por la noche– desde 2002, y posee una resolución espacial de 1 km, aunque para Europa existen datos re-escalados a 250 m desde 2014 (ver Metz et al., 2014). Por otro lado, voy a usar un dron multirrotor Anafi Thermal de Parrotque volaré en determinadas áreas del Pirineo con climas característicos –identificados tanto en trabajos anteriores como por MODIS en este proyecto– que podrían servir como refugio para las plantas. De esta forma, conseguiré aumentar la resolución espacial de los datos de satélite en estas áreas potenciales y, al mismo tiempo, validaré la información satelital y evaluaré las diferencias existentes entre ésta y los datos del dron. También usaré varios minisensores de temperatura como validadores de las temperaturas estimadas por MODIS y el dron. Toda esta información climática me servirá, en última instancia, para relacionarla con los factores geográficos y ambientales que más influyen en las temperaturas del Pirineo –como la pendiente, la elevación, la orientación o la altura del dosel vegetal, entre otros– a partir de modelos estadísticos e identificar, de esta manera, potenciales refugios climáticos.

Colocando un minisensor de temperatura en el P.N. de Ordesa y Monte Perdido (junio 2020).

Este proyecto comenzó su gestación en el Instituto Pirenaico de Ecología (IPE-CSIC) de la mano de la investigadora María Begoña García González, con quien colaboré en la identificación de los refugios climáticos en el Parque Nacional de Ordesa y Monte Perdido. Gracias a la ayuda proporcionada por la AEET puedo continuar con esta línea de investigación y expandirlo a un área de estudio mayor mediante un enfoque novedoso basado en la teledetección, una herramienta de gran potencial para determinados estudios ecológicos. Estas ayudas son sumamente importantes para los que nos encontramos en las etapas iniciales de la investigación científica porque nos permite llevar a cabo nuestro primer proyecto de investigación propio, lo que supone un enorme enriquecimiento personal y profesional que puede tener trascendencia en el futuro una vez terminemos nuestro doctorado. No puedo más que mostrar mi gratitud por la confianza que la AEET ha depositado en este proyecto, cuyos resultados espero puedan contribuir a mejorar la investigación de los refugios climáticos y constituya un beneficio para la conservación de la biodiversidad terrestre. Espero poder compartir los primeros resultados del proyecto en un post futuro y animo a otros jóvenes investigadores e investigadoras a solicitar una ayuda AEET el próximo año.

Autor: Raúl Hoffrén Mansoa
Investigador predoctoral – Universidad de Zaragoza
Beneficiario de ayuda JIN AEET: Tomando la iniciativa – Convocatoria 2019

Si quieres saber más de su investigación puedes seguir a Raúl en ResearchGate o en la web de su departamento.

Referencias

Enquist, B.J.; Feng, X.; Boyle, B.; Maitner, B.; Newman, E.A.; et al. (2019): The commonness of rarity: Global and future distribution of rarity across land plants. Science Advances 5 (11) eaaz0414. DOI: 10.1126/sciadv.aaz0414.

Körner, C; Ohsawa M. (2005):Mountain systems. In Millennium ecosystem assessment, ecosystem and human well-being: A framework for assessment. Washington D.C.: Island Press.

Metz, M.; Rocchini, D.; Neteler, M. (2014): Surface temperatures at the continental scale: Tracking changes with remote sensing at unprecedented detail. Remote Sensing 2014 (6), 3822-3840. DOI: 10.3390/rs6053822.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s