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Comprender la distribución futura de especies: nuevos datos para biogeógrafos

Comprender la distribución de especies en el futuro: nuevos datos para biogeógrafos
Ejemplo de BIO34 – Evapotranspiración potencial (PET, mm / a) según la formulación de Hargreaves para el intervalo de tiempo histórico 1960-1999 (izquierda). Anomalía del conjunto de las 11 simulaciones CMIP5 para el período futuro en comparación con el histórico expresado en porcentaje (centro) y la variación entre la simulación expresada en Desviación Estándar Relativa (RSD) (derecha) para los dos horizontes de tiempo 2040-2079 (arriba) y 2060-2099 (abajo). Crédito: Noce, S., Caporaso, L. y Santini, M. Un nuevo conjunto de datos globales de indicadores bioclimáticos. Sci Data 7, 398 (2020). https://doi.org/10.1038/s41597-020-00726-5 Licencia de Creative Commons: CC BY

Los impactos del cambio climático, que afectan principalmente a las funciones de los ecosistemas y, en consecuencia, a los sectores humanos, se han convertido en un tema crucial. 


por la Fundación CMCC – Centro Euromediterráneo sobre Cambio Climático


Las variaciones observadas y esperadas en las condiciones climáticas pueden, de hecho, socavar el equilibrio ecológico de los ecosistemas: los patrones climáticos promedio, principalmente representados por el ciclo de precipitación y temperatura intra-anual (mensual a estacional), influyen directamente en la distribución, abundancia e interacciones de las especies biológicas.

Durante la larga historia de la investigación científica sobre las relaciones entre el clima y las comunidades de la Tierra, se han formulado, calculado y aplicado numerosas variables meteorológicas y / o índices derivados para explicar la distribución geográfica de las poblaciones naturales a lo largo de gradientes climáticos, caracterizados por patrones intraanuales de temperatura y precipitación. 

Estas variables e índices también se conocen como indicadores bioclimáticos (BioClimInd). Son principalmente el resultado de campos climáticos primarios, observados o modelados (por ejemplo, temperatura mínima, máxima y media, cantidad de precipitación) y contribuyen a delinear la «envoltura» bioclimática de las especies en términos de condiciones ambientales favorables, también conocidas como «idoneidad».

Un estudio dirigido por la Fundación CMCC y publicado recientemente en la revista Nature Scientific Data publicó un nuevo conjunto de datos de acceso gratuito y global de indicadores bioclimáticos a una resolución espacial de 0,5 ° por 0,5 ° (aproximadamente 50 km en el ecuador) para condiciones históricas y futuras.

«Nuestro objetivo era ampliar la disponibilidad de información bioclimática mediante un conjunto de indicadores bioclimáticos valiosos tanto para evaluaciones históricas como futuras de impactos robustos del cambio climático «, explica Sergio Noce., Científico del CMCC y autor principal del estudio. Su investigación en CMCC se centra en el análisis de los posibles impactos del cambio climático en la distribución espacial de las especies forestales. «Estamos pensando en una amplia gama de campos de investigación, como la ecología de la vida silvestre, la conservación y gestión de los recursos naturales, la botánica, la silvicultura y muchos otros campos relacionados con la biogeografía. En general, nuestros datos podrían ser útiles para todos los estudios que utilicen modelos de distribución de especies . Considerando su resolución espacial, este conjunto de datos será especialmente adecuado para estudios a escala continental — global, por ejemplo, para estudiar regiones como el Mediterráneo o el territorio ruso; incluso antes de publicar el conjunto de datos,

¿Qué se entiende por biogeografía y por qué los indicadores bioclimáticos son tan importantes? Como explicó en su Nature Behind the Paper artículo, «La biogeografía estudia la distribución de especies y ecosistemas en un espacio geográfico y las relaciones entre estas comunidades y, entre otras, las condiciones climáticas: los indicadores bioclimáticos resumen estas condiciones. Los cambios en la distribución de las especies siempre han ocurrido; hay muchos ejemplos de animales o especies de plantas que ‘migraron’ hacia condiciones ambientales y climáticas más adecuadas en el pasado. Para dar un ejemplo, comenzando desde el final de la glaciación más reciente (aproximadamente 11-12,000 años AP), el avellano europeo se encontraba solo en algunos refugios glaciales en el sur de Europa; a medida que el clima se hacía más cálido, el avellano comenzó a migrar hacia el norte y a extenderse por todo el continente europeo. El cambio climático aceleró este proceso y, hoy en día, se comprende y se puede pronosticar el futuro del climaes decir, comprender cómo la distribución y ocurrencia de las especies cambiarán en el futuro, es cada vez más importante «.

Comprender la distribución de especies en el futuro: nuevos datos para biogeógrafos
Ejemplo de BIO24 – Precipitación positiva anual (mm / a) para el intervalo de tiempo histórico 1960-1999 (izquierda). Anomalía del conjunto de las 11 simulaciones CMIP5 para el período futuro en comparación con el histórico expresado en porcentaje (centro) y la variación entre la simulación expresada en Desviación estándar relativa (RSD) (derecha) para los dos horizontes temporales 2040-2079 (arriba) y 2060-2099 (abajo). Crédito: Noce, S., Caporaso, L. y Santini, M. Un nuevo conjunto de datos globales de indicadores bioclimáticos. Sci Data 7, 398 (2020). https://doi.org/10.1038/s41597-020-00726-5 Licencia de Creative Commons: CC BY

El nuevo conjunto de datos, denominado CMCC-BioClimInd, contribuirá a lograr este objetivo al tiempo que proporciona un conjunto de 35 índices bioclimáticos calculados tanto para un intervalo histórico de 40 años (1960-1999) como para dos horizontes de tiempo futuro (mediano plazo 2040-2079). y a largo plazo 2060-2099) de, respectivamente, el posprocesamiento del reanálisis climático y un conjunto de 11 simulaciones climáticas con corrección de sesgo del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados Fase 5 (CMIP5).

Por lo tanto, el nuevo conjunto de datos de CMCC de indicadores bioclimáticos será útil para una amplia comunidad de investigadores con el objetivo de reproducir y modelar, respectivamente, los rangos de hábitats actuales y futuros por medio de un enfoque de Modelado de Distribución de Especies (SDM), donde una gran cantidad de alta calidad y Se requieren datos medioambientales (especialmente climáticos) actualizados.

«Por un lado», concluye Noce, «la explotación de indicadores en lugar de solo variables climáticas brutas permite inferir más fácilmente las relaciones entre el tema estudiado (presencia de especies, disponibilidad de recursos, etc.) y el régimen climático para apoyar la decisión de sistemas complejos ; por otro lado, el uso del conjunto permite considerar la variabilidad entre simulaciones debido a la física de los diferentes modelos y las vías de desarrollo futuras inciertas «.

El trabajo está en curso y, en un futuro próximo, los investigadores de CMCC desean mantener CMCC-BioClimInd actualizado añadiendo más simulaciones climáticas y / o más resultados del modelo.

Los datos de los indicadores individuales están disponibles públicamente para su descarga en el formato de Network Common Data Form 4 (NetCDF4) de uso común en CMCC Data Delivery System ( CMCC DDS ) recién lanzado en línea, un punto de acceso único, consistente y sin problemas para todos los datos producidos y utilizados. por CMCC.