Impactos del cambio climático en la biodiversidad de los Andes tropicales: riesgo climático, vulnerabilidad y herramientas de toma de decisiones para la planificación de la conservación (2011-2013)

2012-2016

Proyecto Metodología Resultados Productos de divulgación Quiénes somos Más información sobre los Andes tropicales

Los Andes tropicales se encuentran entre las áreas de mayor biodiversidad del planeta. Las sociedades humanas que viven en ellos dependen en muchos aspectos de los diferentes bienes y servicios que los ecosistemas andinos, con sus innumerables especies, les proveen.

La integridad de estos ecosistemas se encuentra seriamente amenazada por el cambio climático y los cambios en el uso del suelo. Se espera que ambos factores causen un profundo impacto en la supervivencia, distribución geográfica e interacciones ecológicas de numerosas especies andinas. Como consecuencia de la desintegración de estos ecosistemas debido a tales impactos, se espera una disminución en su capacidad de proveer bienes y servicios vitales a los seres humanos. Por ello, los Andes tropicales necesitan estrategias de conservación adaptadas a su ambiente, que está transformándose rapidamente, además que es preciso desarrollar otras que, como los esquemas de manejo adaptativo, hagan frente a los impactos del cambio climático en la biodiversidad, los ecosistemas y el bienestar de los seres humanos.

Proyecto

El IAI, con el apoyo de la John D. and Catherine T. MacArthur Foundation, buscó dotar a los países de los Andes tropicales, Bolivia, Colombia, Ecuador y Perú, de una metodología estándar para estimar, a escalas locales, los efectos del cambio climático sobre la biodiversidad.

El objetivo del proyecto de 5 años de duración (2011 a febrero de 2016) lleva a cabo estudios de caso sobre tendencias de cambio climático a corto y mediano plazo, patrones y gradientes de biodiversidad y vulnerabilidad de especies y ecosistemas al cambio climático, así como cambios en el uso del suelo en dos áreas transfronterizas objeto de estudio: la vertiente Pacífica de los Andes del Norte, en la zona fronteriza entre Colombia (departamento de Nariño) y Ecuador (provincias de Carchi, Esmeraldas e Imbabura); y la vertiente Amazonica de los Andes Centrales, en la zona fronteriza entre Bolivia y Perú (Áreas protegidas Madidi y Apolobamba en Bolivia, Bahuaja-Sonene y Tambopata en el Perú).

Los estudios y la metodología estándar que se desarrollaron en este proyecto contribuyen a los análisis de vulnerabilidad y adaptación en la región, y al desarrollo de nuevas estrategias de conservación priorizando medidas adaptativas apropiadas para cada situación.

Los Andes Tropicales

AST Mutisia Lanata

Deltochilum carinatum

Canastero Asthenes urubambensis

Vista general – Los Andes Tropicales

Metodología

Clima y cambio climático
El análisis de los cambios en las condiciones climáticas tuvo en cuenta diversas fuentes de información, entre ellas los resultados de simulación de cinco modelos climáticos globales, la información histórica proveniente de estaciones meteorológicas ubicadas en cada sitio y la reconstrucción del clima de períodos históricos distantes usando anillos de crecimiento de especies de árboles clave. La combinación de las dos primeras fuentes mencionadas tiene ventajas. Los modelos proveen información de todo el planeta para varias décadas de forma continua, pero no es información real. Las estaciones meteorológicas proveen, por su parte, información verdadera, pero localizada en un punto y para horizontes temporales que no exceden los 30 a 40 años. Al combinar ambas fuentes de información, resulta posible calibrar los modelos de simulación y corregir sus resultados, de tal forma que se obtenga información de sus proyecciones climáticas mucho más confiable. Esto es particularmente importante en el contexto de los Andes tropicales, donde la información histórica de estaciones meteorológicas es limitada o, en algunos casos, inexistente, y donde la compleja topografía hace necesario un análisis aún más cauteloso de los resultados de simulación de modelos climáticos. La tercera fuente de información, la obtenida a través de reconstrucciones climáticas, hace posible extender los horizontes de análisis considerablemente en el pasado, de tal manera que se tenga una ventana de análisis aún más representativa de un fenómeno de largo plazo como es el cambio climático.
– Más información de ‘Clima y cambio climático’ aquí.

Biodiversidad
La clasificación de ecosistemas usada en el proyecto se basó en el Atlas de los ecosistemas de los Andes del norte y centro publicado por la Secretaría General de la Comunidad Andina por ser una clasificación regional que abarca los Andes tropicales en su totalidad. Los ecosistemas son entornos sumamente complejos que incluyen miles de especies de bacterias, plantas, hongos y animales. Éstas interactúan entre sí y con el medio físico en el que se encuentran de muchas formas diferentes. En los Andes tropicales nuestro conocimiento sobre los ecosistemas existentes sigue siendo incipiente en muchos casos. Estas limitaciones impiden la aplicación de herramientas complejas, desarrolladas recientemente, que evalúan de forma directa la vulnerabilidad de los hábitats o ecosistemas.

La evaluación de la vulnerabilidad al cambio climático de ciertas especies clave es una manera indirecta de obtener pautas confiables sobre la vulnerabilidad de los ecosistemas de los que forman parte. Para algunos grupos taxonómicos, nuestro conocimiento sobre la distribución, historia natural y ecología de sus especies en los Andes tropicales es lo suficientemente detallado para facilitar tal evaluación. Para la selección de los grupos taxonómicos clave deben considerarse los siguientes criterios: (1) deben ser relativamente bien conocidos taxonómica y ecológicamente; (2) deben tener importancia ecológica; (3) deben comportarse como bioindicadores con una relación costo-rendimiento óptima; (4) deben abarcar un número significativo pero manejable de especies; y (5) deben haber sido estudiados o inventariados previamente en el área bajo consideración.

Se consideró que existen 3 grupos taxonómicos prioritarios o idóneos para la evaluación de la vulnerabilidad de los ecosistemas andinos al cambio climático, ya que cumplen con todos estos requisitos y además abarcan un amplio espectro de formas de vida y rasgos biológicos: (1) grupos selectos de plantas como, por ejemplo, helechos, bromeliáceas, fabáceas (leguminosas) y palmeras; (2) los escarabajos coprófagos; y (3) las aves. Las plantas son los productores primarios que conforman el fundamento de los ecosistemas, mientras que las aves y los escarabajos coprófagos han sido identificados de manera objetiva como los grupos taxonómicos con la mejor relación costo-rendimiento entre todos los bioindicadores.

La información de biodiversidad se introduce en la herramienta desarrollada en forma de mapas que muestran las áreas donde se puede encontrar cada una de las especies seleccionadas. Los mapas pueden elaborarse utilizando información de colecciones científicas (museos, herbarios) y de estudios previos donde se reporte la presencia de cada especie, o nueva información levantada en campo en visitas técnicas. El grado de vulnerabilidad de cada especie se evalúa mediante el análisis de diversos factores correspondientes a tres componentes clave: exposición (cambios en temperatura y humedad), sensibilidad y capacidad adaptativa. Entre los factores de sensibilidad se consideran, por ejemplo, la capacidad de dispersión de la especie y la respuesta fenológica a cambios en las condiciones climáticas prevalentes. La evaluación de todas las especies seleccionadas, vía la implementación de la versión andina del Índice de Vulnerabilidad al Cambio Climático de NatureServe, permite clasificar las especies según su grado de vulnerabilidad. La clasificación tiene cinco categorías, desde ‘No vulnerable y con posibles incrementos en la distribución espacial’ hasta ‘Extremadamente vulnerable’.
– Más información de ‘Biodiversidad’ aquí.

Uso de suelo
Los cambios en el uso del suelo y las actividades de deforestación se cuantificaron mediante el análisis de información (disponible en la web) que los satélites proveen en torno a las variaciones en la cobertura vegetal. Específicamente, interesó un parámetro llamado el NDVI (Índice de Diferencia Normalizada de Vegetación, por sus siglas en inglés), que mide la actividad de fotosíntesis de la vegetación. El estudio de este parámetro puede usarse no sólo para determinar cómo responde la vegetación ante la variabilidad climática natural normal, sino también para analizar el estrés vegetal bajo condiciones climáticas extremas o ante cambios abruptos que hayan sido generados por deforestación. La información procesada, que se extiende a horizontes temporales de más de tres décadas (1981 al presente), permitió determinar el momento y la magnitud de intervenciones humanas importantes en una determinada zona del territorio en estudio.

Percepción de cambio climático en comunidades locales
La información acerca de las percepciones del cambio climático y de las diversas maneras que este cambio está afectando los ecosistemas en las dos áreas de estudio fue recolectada en comunidades rurales mediante tres enfoques metodológicos: (1) la aplicación de una encuesta estructurada a habitantes locales; (2) entrevistas en profundidad a informantes claves locales (hombres y mujeres); y (3) un ejercicio de mapeo participativo con grupos focales para identificar áreas de mayor riesgo al cambio climático de acuerdo a la opinión local y oportunidades para aplicar mecanismos de adaptación.

Análisis Integral de los componentes
Se aplicó un análisis multicriterio para la toma de decisiones (MCDA por sus siglas en inglés) con el objetivo de integrar los resultados de los diferentes componentes de este proyecto (cambio climático, cambio de uso de suelo, vulnerabilidad de la biodiversidad) para una evaluación de los riesgos de la biodiversidad a nivel de ecosistemas ante el cambio ambiental global. Una matriz MCDA proporciona una puntuación para cada ecosistema para cada criterio incluido en el análisis. Se incluyeron los siguientes seis criterios:

(1) El aumento en las temperaturas promedias proyectado para 2046-2065.
(2) Los cambios en el índice de humedad proyectados para 2046-2065.
(3) La proporción del área de cada ecosistema que mostró cambios estadísticamente significativos en el uso de suelo entre 1981 y 2006 (expresado por medio del índice de vegetación de diferencia normalizada – NDVI).
(4) El porcentaje de las especies de plantas vulnerables al cambio climático según el CCVI.
(5) El porcentaje de las especies de escarabajo coprófagos vulnerables al cambio climático según el CCVI.
(6) El porcentaje de las especies de aves vulnerables al cambio climático según el CCVI.

Para cada criterio, los ecosistemas fueron puntuados sobre una escala ordinal del 1 al 5 (1 siendo el grado de menor, 5 el de mayor severidad), dividiéndose el rango de valores observados para cada criterio en cinco intervalos iguales. A cada uno de los seis criterios se asignó un peso relativo, calculándose de esta forma la media ponderada para cada ecosistema:

– El mayor peso (0,4) fue asignado al criterio 3 (cambio de uso de suelo), ya que éste representa la perturbación más inmediata y abrupta de la biodiversidad.
– Un peso algo intermedio fue asignado a los criterios 4, 5 y 6, es decir la proporción de especies vulnerables en cada uno de los tres grupos taxonómicos (0,133 cada uno); en su suma obtienen el mismo peso que el cambio de uso de suelo.
– Por último, el menor peso fue asignado a los criterios 1 y 2 (cambios proyectados en la temperatura y humedad promedia; 0,1 cada uno), debido a que éstos tienen un efecto más a largo plazo en los ecosistemas, y para evitar redundancias dado que estos criterios ya fueron tomados en cuenta en la evaluación de la vulnerabilidad de las especies con el CCVI de NatureServe.

Resultados

Resultados del componente ‘Clima y cambio climático’
Los resultados de simulación para el horizonte prospectivo (2046-2065), corregidos para incluir la compleja orografía de los Andes, sugieren que en una gran parte de la extensión total de los Andes tropicales la temperatura del aire podría experimentar aumentos entre +2,2 y +2,4°C, lo que podría afectar severamente la integralidad y funcionalidad de sus ecosistemas. Una importante proporción del área de estudio Colombia-Ecuador podría experimentar un aumento en la temperatura cercano a los +2,0°C, y en algunos sitios incluso de +2,2°C. El caso del área de estudio Perú-Bolivia muestra ser un poco más crítico, ya que la temperatura podría llegar a aumentar en hasta +2,7°C en una gran extensión del área.

En cuanto a cambios en humedad, la extensión total de los Andes tropicales podría llegar a experimentar una variación en la humedad en el rango -18% (reducción de humedad) a +20% (incremento de humedad) en el horizonte de mediano plazo. Las dos áreas de estudio podrían experimentar variaciones en sus condiciones históricas entre el -13% y el +9%, siendo la reducción de humedad el escenario que podría resultar más prevalente.

Los aumentos en la temperatura promedia proyectados para el área de estudio Colombia-Ecuador mostraron poca variación entre los diferentes ecosistemas, oscilando entre los +1,7°C y +1,8°C y con una leve tendencia de anomalías más altas a alturas mayores. Para un solo ecosistema se proyectó una reducción promedia de la humedad en un 5%: el bosque piemontano pluvial de los Andes del Norte.

Para el área de estudio Perú-Bolivia, los mayores aumentos en la temperatura promedia que sobrepasan los 2,0°C son proyectados para los cuatro ecosistemas de mayor altura, es decir los arbustales, pajonales y bosques de Polylepis altoandinos. Mientras que los ecosistemas con la mayor reducción promedia de humedad (6-8% de desecación) proyectada son los bosques piemontanos y subandinos en el otro extremo altitudinal del área de estudio.

Resultados del componente ‘Biodiversidad’
Para el área de estudio Colombia-Ecuador en la vertiente occidental de los Andes tropicales, se evaluó la distribución geográfica y la vulnerabilidad al cambio climático de un total de 1007 especies entre los tres grupos taxonómicos considerados en el presente proyecto: 415 especies de plantas vasculares, 46 especies de escarabajos coprófagos y 546 especies de aves. Las especies vulnerables al cambio climático se concentraron en cuatro de los siete ecosistemas y en dos zonas altitudinales: (1) en los bosques piemontanos por debajo de los 1500 msnm; y (2) en los páramos por encima de los 3000 msnm.

En los bosques piemontanos se observaron los mayores números absolutos y relativos de especies de escarabajos coprófagos y plantas vulnerables. Mientras que en el otro extremo altitudinal, en los páramos, fue registrada la mayor representación relativa de plantas y aves vulnerables.

Para el área de estudio Perú-Bolivia en la vertiente oriental de los Andes tropicales, se evaluó la distribución geográfica y la vulnerabilidad al cambio climático de un total de 1581 especies entre los tres grupos taxonómicos considerados en el presente proyecto: 592 especies de plantas vasculares, 150 especies de escarabajos coprófagos y 839 especies de aves. Las especies vulnerables al cambio climático se concentraron en siete de los 15 ecosistemas y en dos zonas altitudinales: (1) en los bosques piemontanos y subandinos por debajo de los 1200-1300 msnm; y (2) en los arbustales y pajonales altoandinos por encima de los 3000 msnm.

En los bosques piemontanos y subandinos se observaron los mayores números absolutos y relativos de especies de escarabajos coprófagos vulnerables y los mayores números absolutos de plantas vulnerables. Mientras que en el otro extremo altitudinal, en los arbustales y pajonales altoandinos, fueron registrados los mayores números absolutos y relativos de aves como también la mayor representación relativa de plantas vulnerables.

Resultados del componente ‘Uso de suelo’
Las actividades de deforestación se suman sinérgicamente a los impactos que el cambio en condiciones climáticas históricas podría generar sobre los diferentes ecosistemas de las áreas en estudio.

Los resultados del análisis sugieren que, en el área de estudio Perú-Bolivia, al menos el 30% de la superficie sufrió un cambio significativo en su cobertura vegetal en las últimas tres décadas. La gran mayoría de las intervenciones por actividad humana se llevaron a cabo a mediados de la década de los 90s. Los puntos más críticos se presentaron en la zona de piedemonte de la Cordillera, específicamente en el bosque del piedemonte del suroeste de la Amazonía, y en la zona altoandina de la puna humeda en los pajonales (dos ecosistemas). El porcentaje de la extensión total afectada es cercano al 58%.

En el área de estudio Colombia-Ecuador, el escenario de deforestación resulta aún más crítico. Allí, los ecosistemas más afectados en la década más reciente fueron el bosque piemontano pluvial (79% del área afectado) y el bosque montano bajo pluvial de los Andes del Norte (66%). Para un total de cuatro de los siete ecosistemas analizados, más del 50% de la superficie sufrió un cambio significativo en su cobertura vegetal en las últimas tres décadas.

Resultados del análisis integral de los tres componentes
Para cada uno de los dos áreas de estudio se aplicó un análisis multicriterio para la toma de decisiones (MCDA por sus siglas en inglés) con el objetivo de integrar los resultados de los diferentes componentes de este proyecto (cambio climático, cambio de uso de suelo, vulnerabilidad de la biodiversidad) para una evaluación de los riesgos de la biodiversidad a nivel de ecosistemas ante el cambio global.

Para el área de estudio Colombia-Ecuador la media ponderada que representa el más alto grado de riesgo ante el cambio global (4,2 sobre una escala del 1 al 5) fue obtenida para el ecosistema bosque piemontano pluvial de los Andes del Norte. Este ecosistema obtuvo la máxima puntuación para cuatro de los seis criterios: reducción de la humedad, cambio de uso de suelo, mayor representación relativa de plantas y escarabajos coprófagos vulnerables ante el cambio climático. El ecosistema que le sigue, aunque con un grado de riesgo sustancialmente menor (media ponderada de 3,3), es el bosque montano bajo pluvial de los Andes del Norte. Los detalles del análisis multicriterio se muestran en la Tabla 1.

Para el área de estudio Perú-Bolivia la media ponderada que representa el más alto grado de riesgo ante el cambio global (4,8 sobre una escala del 1 al 5) fue obtenida para el ecosistema pajonal altoandino de la puna humeda. Este ecosistema obtuvo la máxima puntuación para cuatro de los seis criterios: aumento de la temperatura, cambio de uso de suelo, mayor representación relativa de plantas y aves vulnerables ante el cambio climático. Los dos ecosistemas que le siguen son el pajonal arbustivo altoandino y altimontano pluvial de Yungas y el bosque del piedemonte del suroeste de la Amazonía (media ponderada de 3,8 para ambos). Los detalles del análisis multicriterio se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1. Matriz del análisis multicriterio para la toma de decisiones para seis criterios y siete ecosistemas en el área de estudio Colombia-Ecuador. Para cada criterio, los ecosistemas fueron puntuados sobre una escala ordinal del 1 al 5 (1 siendo el grado de menor, 5 el de mayor severidad), dividiéndose el rango de valores observados para cada criterio en cinco intervalos iguales. El mismo procedimiento fue empleado para la obtención de la puntuación del grado de severidad (riesgo) global con base en la media ponderada.

Tabla 2. Matriz del análisis multicriterio para la toma de decisiones para seis criterios y 15 ecosistemas en el área de estudio Perú-Bolivia. Para cada criterio, los ecosistemas fueron puntuados sobre una escala ordinal del 1 al 5 (donde 1 es el grado de menor severidad y 5 el de mayor), dividiéndose el rango de valores observados para cada criterio en cinco intervalos iguales. El mismo procedimiento fue empleado en la obtención de la puntuación del grado de severidad global con base en la media ponderada.

Leyenda para los códigos de los ecosistemas (PDF)

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