Gradientes Climáticos y su alta influencia en los ecosistemas terrestres de la Reserva de la Biosfera Cabo de Hornos, Chile

• Francisco Aguirre ; Francisco A. Squeo ; David López ; Ramiro D. ; Brian Buma ; Danny Carvajal ^[2] ; Ricardo Jaña ; Gino Casassa ; Ricardo Rozzi ^[1]
  1. [1] University of North Texas

     University of North Texas

     Estados Unidos

     
  2. [2] Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia
• Localización: Los Anales del Instituto de la Patagonia, ISSN-e 0718-686X, Vol. 49, Nº. 1, 2021
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Climatic gradients and their high influences on terrestrial ecosystems of the Cape Horn Biosphere Reserve, Chile
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Resumen: La Reserva de Biosfera Cabo de Hornos (RBCH) alberga una biodiversidad y tipos de ecosistemas únicos a nivel mundial. Éstos han sido mucho menos estudiados que sus homólogos, los ecosistemas subpolares del hemisferio norte. El objetivo de este trabajo es presentar por primera vez una detallada descripción de los marcados gradientes climáticos de la RBCH y examinar cómo éstos se interrelacionan con la distribución de ecosistemas y formaciones vegetacionales. Primero, se generó una caracterización de la distribución espacial de los ecosistemas terrestres definidos por sus especies vegetales dominantes o características físicas marcadas. En segundo lugar, se realizó una caracterización espacial de las principales variables climáticas fisicas (temperatura, precipitación, velocidad del viento y la cubierta de nieve) de la RBCH utilizando tanto productos satelitales (M0D10CM) como productos climáticos grillados (CR2MET y ERA5). Éstos fueron luego contrastados con registros empíricos de las estaciones meteorológicas que son administradas por la Armada de Chile y/o la Dirección General de Aguas (DGA). En tercer lugar, se caracterizaron los gradientes climáticos en base a un Análisis de Componentes Principales (PCA) con las variables climáticas más representativas aquí analizadas: velocidad del viento, temperatura de verano, elevación, cubierta de nieve y precipitación anual. Se detectaron dos comportamientos (gradientes) muy nítidos: (i) uno con forma con céntrica asociado principalmente a la cubierta de nieve, temperaturas de verano y la elevación; y (ii) un patrón caracterizado por la precipitación (>50%) con una orientación inclinada en dirección noroeste (mayor precipitación) a sureste (menor precipitación) asociado con una tasa de disminución de precipitación a lo largo de 100 kilómetros de 30 mm/km (~54°S). En cuarto lugar, se analizó la interrelación entre estos gradientes climáticos y la distribución de ecosistemas para la definición de los gradientes ambien tales utilizando Componentes Canónicos (CCA) obteniendo una Inercia restringida de 0,74. Ambos gradientes climáticos influyeron significativamente sobre la distribución de los principales tipos de ecosistemas terrestres aquí descritos. Éstos se segregan principalmente por los gradiente de la elevación y la precipitación: los ecosistemas de glaciares, vegetación altoandina, bosque siempreverde y deciduos. La precipitación es el principal factor que segrega la distribución de los bosques siempreverde y de bosques mixtos (siempreverde-deciduos) y/o deciduos. Por otra parte, la distribución de los ecosistemas de turberas y praderas se asocia principalmente con la intensidad de los vientos en zonas más expuestas. Estudios recientes indican que cambios en el régimen de precipitación y temperatura, forzado principalmente por el Modo Anular del Sur (SAM) y la Oscilación Decadal del Pacífico (PDO), han favorecido el avance hacia mayores altitudes de los bosques de lenga (Nothofagus pumilio). Este ascenso en el gradiente altitudinal de los ecosistemas forestales genera una constricción en el área de los ecosistemas altoandinos ubicados por sobre el límite arbóreo. Por lo tanto, en el escenario de calentamiento global una de las floras más amenazadas en la RBCH corresponde a la flora subantártica altoandina.

  • English

    Abstract: The Cape Horn Biosphere Reserve (Reserva de Biosfera Cabo de Hornos; RBCH) contain a unique type of biodiversity and ecosystems throughout the world. This environment had been less studied that their counterparts, the subpolar ecosystems of the Northern Hemisphere. The objective of this work is to present, for the first time, a detailed description of the marked climatic gradients of the RBCH and to examine how these are interrelated with the distribution of ecosystems and its vegetation formations. First, a characterization of the spatial distribution of terrestrial ecosystems defined by their dominant plant species or very marked physical characteristics was generated. Second, a spatial characterization of the main climatic-physical variables (tempera ture, precipitation, snow cover and wind speed) was created for the RBCH using both remote sensing product (MOD10CM) and gridded climate products (CR2MET and ERA5), these data were then contrasted with empirical records of the meteorological stations that are administered by the Chilean Navy and/or the General Water Directorate (DGA). Third, the climatic gradients were characterized based on a Principal Component Analysis (PCA) with the most characteristic climatic variables here analysed: wind speed, summer temperature, elevation, snow cover and annual precipitation. We found two very marked behaviours (gradients): (i) a concentric shape mainly associated with snow cover, summer temperatures and the elevation; and (ii) a patron characterized by precipitation (>50%) with a inclined orientation from north-west (greater precipitation) to south-east (less precipitation), with a decreasing rate of precipitation over 100 kilometres of 30 mm/km (~54°S). Fourth, the interrelation between these climatic gradients and the distribution of ecosystems was analysed for the definition of environmental gradients using Canonical Components (CCA) with a constrained Inertia of 0.74. Both climatic gradients had a marked influence on the distribution of the main types of described terrestrial ecosystems. These are segregated mainly by the gradients of elevation and rainfall: glacial ecosystems, high-Andean vegetation, evergreen and deciduous forest. Precipitation is the main factor that segregates the distribution of evergreen forests and mixed forests (evergreen-deciduous) and/or deciduous. On the other hand, the distribution of peatland and grassland ecosystems is mainly associated with the intensity of winds in more exposed areas. Recent studies indicate that changes in the precipitation and temperature regime, mainly forced by the Southern Annular Mode (SAM) and the Pacific Decadal Oscillation (PDO), have favoured the advance towards higher altitudes of the Lenga (Nothofagus pumilio) forests. This rise in the altitudinal gradient of forest ecosystems generates a constriction in the area of high-Andean ecosystems located above the treeline. Therefore, in the global warming scenario, the high-Andean subantarctic flora is one of the most threatened floras in the RBCH.