Els microclimes actuen com a refugis climàtics i protegeixen la biodiversitat

Dos estudis liderats per Jofre Carnicer, investigador del CREAF i professor de la Facultat de Biologia i de l’Institut de Recerca de la Biodiversitat (IRBio) de la Universitat de Barcelona, demostren que els espais naturals que mantenen microclimes son més resilients al canvi climàtic i a la pèrdua de biodiversitat. Ambdós estudis conclouen que els microclimes (zones de l’espai natural amb una temperatura, ombra o humitat diferents) esdevenen refugis climàtics quan hi ha condicions extremes, i que s’han d’estudiar amb detall per valorar els impactes reals de l’escalfament global a la natura.  

L’estudi vincula íntimament el canvi climàtic amb la pèrdua de biodiversitat, dues crisis que s’han de tractar de forma conjunta i urgent, tal i com alertaven al 2021 els dos principals panells científics mundials en clima i biodiversitat, l’IPCC i l’IPBES. 

Estudis com aquest demostren que els refugis tèrmics o els microclimes són claus perquè les espècies d’un ecosistema sobrevisquin i escapin de l’amenaça del canvi climàtic. A la inversa, els espais naturals que no tenen aquests espais han vist minvar les seves poblacions de forma dràstica. “L’estudi vincula íntimament el canvi climàtic amb la pèrdua de biodiversitat, dues crisis que s’han de tractar de forma conjunta i urgent, tal i com alertaven al 2021 els dos principals panells científics mundials en clima i biodiversitat, l’IPCC i l’IPBES”, alerta Carnicer, “el canvi climàtic està empenyent el declivi de la biodiversitat però ho fa amb mecanismes molt complexes”.  

Estudis com aquest demostren que els refugis tèrmics o els microclimes són claus perquè les espècies d’un ecosistema sobrevisquin i escapin de l’amenaça del canvi climàtic.  

Els estudis que lidera aquest investigador estudien, per una banda, espais naturals amb refugis climàtics, com són els boscos, i els comparen amb espais naturals oberts, com les zones d’aiguamolls i costaneres que tenen un microclima més exposat a les onades de calor. D’altra banda, analitzen com varien les condicions dins d’un mateix ecosistema forestal quan ocupa un territori heterogeni, comparant microclimes de zones de vall i de carena, amb orientació nord i sud. En tots dos casos els resultats posen l’accent en que les espècies no reaccionen totes igual a episodis de sequera extrema o a onades de calor, sinó que responen diferent  segons el microclima en el que es troben. 

“Alguns models que analitzen els impactes del canvi climàtic a la biodiversitat contemplen escenaris on el territori és homogeni,  els nostres estudis demostren que cal tenir en compte els microclimes i fer anàlisis detallades amb mesures molt precises per entendre aquestes diferències i preveure escenaris de futur”, Jofre Carnicer.

La sequera empeny les papallones al declivi 

Els resultats han estat evidents: hi ha un clar senyal climàtic en el declivi de les papallones i els mecanismes que interaccionen amb les papallones són locals i molt complexes.   

El primer article, publicat a la revista Journal of Animal Ecology, juntament amb els investigadors Constanti Stefanescu i Maria Vives-Ingla, conclou que la sequera i la manca de refugis climàtics són les culpables del descens de papallones que els espais oberts han viscut els darrers trenta anys al Mediterrani, unes dades que es presentaven al darrer Estat de la Natura 2020 en el cas de Catalunya. Les dades demostren que les zones naturals amb refugis climàtics, com La Fageda d’en Jordà, mantenen les poblacions de papallones més estables. Això es deu a que, sota les capçades dels faigs, se sostenen temperatures 5 ºC inferiors a les de l’ambient, així es manté la vegetació més hidratada, més capaç de dissipar calor i amb fulles de més qualitat, fet que protegeix el menjar i la supervivència de les larves d’aquests insectes durant les sequeres i les calors estivals. En canvi, en zones obertes sense microclimes, com les zones costaneres del Delta del Llobregat i els Aiguamolls de l’Empordà, les larves dels insectes creixen sota condicions tèrmiques estressants i sovint també amb aliments de mala qualitat. Això fa disminuir la mida corporal dels insectes, n’escurça les ales a mesura que avança  la calor de l’estiu i posa en risc la supervivència de les papallones.  

El treball ha pres mesures de camp de quatre poblacions diferents de la papallona Pieris napi, coneguda popularment com a blanqueta perfumada perquè desprèn una olor  forta a llimona a les seves ales (vegeu imatge). Després s’ha replicat amb èxit el mateix procés al laboratori per aïllar i comparar la influència del clima d’altres factors ambientals, un fet que sol ser molt difícil de documentar i separar d’altres. Els resultats han estat evidents: hi ha un clar senyal climàtic en aquest declivi i els mecanismes que interaccionen amb les papallones són locals i molt complexes.  

Microclimes, els salvavides del bosc mediterrani   

L’equip de recerca ha comprovat que les zones del bosc amb orientació nord i de les valls aguantaven molt millor els episodis de calor extrema i sequera. Al contrari les zones de les carenes, amb un sòl més prim i més despullades, eren més vulnerables i patien decaïment a l’estiu. 

L’altre estudi també és contundent, els escenaris de canvi climàtic que prediuen que els ecosistemes forestals mediterranis patiran canvi disruptius i uniformes no son reals. Les dades demostren que els ecosistemes forestals mediterranis són molt heterogenis i que davant d’episodis de sequera o onades de calor els arbres responen de manera extremadament diferent segons el microclima en el que es troben. Cada altitud i orientació, per exemple, modulen les condicions climàtiques, tot i que l’estudi també té en compte altres diferències que podem trobar dins d’un ecosistema, com el gruix del sòl (la topografia), o altres pressions noves com l’augment sense precedents dels herbívors que mengen els plançons d’arbre, com els cabirols i els porcs senglars, un augment que s’explica per la manca de depredadors i la pressió limitada de caça.  

Les conclusions s’han publicat a Journal of Ecology i s’han dut a terme en un bosc de roure de fulla gran del Parc Natural de Sant Llorenç del Munt i l’Obac que ocupa una zona heterogènia, des del fons de la vall fins a dalt de la carena, amb diferents orientacions de nord i sud. L’equip de recerca ha comprovat que les zones del bosc amb orientació nord i de les valls aguantaven molt millor els episodis de calor extrema i sequera. Al contrari les zones de les carenes, amb un sòl més prim i més despullades, eren més vulnerables i patien decaïment a l’estiu. “Són exemples de resultats que recolzen la idea anterior: al mediterrani no es pot treballar exclusivament amb models d’impacte macroclimàtics, cal sumar-hi estudis locals i de detall sobre els microclimes, la topografia i la resposta heterogènia dels organismes vius als microclimes, perquè són els factors clau que estan dirigint la resiliència dels boscos i el carboni emmagatzemat a l’escalfament global”. 

Al mediterrani no es pot treballar exclusivament amb models d’impacte macroclimàtics, cal sumar-hi estudis locals i de detall sobre els microclimes, la topografia i la resposta heterogènia dels organismes vius als microclimes 

Els dos estudis han comptat amb un equip de recerca multidisciplinari provinent d’entitats catalanes com són el CREAF, la Universitat de Barcelona, l’IRBIO, el Museu de Ciències Naturals de Granollers o  l’Institut de Biologia Evolutiva de la Universitat Pompeu Fabra, entre d’altres. L'estudi dels impactes microclimàtics en els ecosistemes és una línia de recerca  activa al CREAF en el marc del projecte MICROCLIM, liderat per Jofre Carnicer i Adrià Barbeta. 

Articles 

• Carnicer, J., Stefanescu, C., Vives‐Ingla, M., López, C., Cortizas, S., Wheat, C., ... & Peñuelas, J. (2019). Phenotypic biomarkers of climatic impacts on declining insect populations: A key role for decadal drought, thermal buffering and amplification effects and host plant dynamics. Journal of Animal Ecology, 88(3), 376-391. 
• Carnicer, J., Vives‐Ingla, M., Blanquer, L., Méndez‐Camps, X., Rosell, C., Sabaté, S., ... & Barbeta, A. (2021). Forest resilience to global warming is strongly modulated by local‐scale topographic, microclimatic and biotic conditions. Journal of Ecology, 109(9), 3322-3339.