Los microclimas actúan como refugios climáticos y protegen la biodiversidad

Dos estudios liderados por Jofre Carnicer, investigador del CREAF y profesor de la Universidad de Barcelona-IRBIO, demuestran que los espacios naturales que mantienen microclimas son más resilientes al cambio climático y la pérdida de biodiversidad. Ambos estudios concluyen que los microclimas (zonas del espacio natural con una temperatura, sombra o humedad diferentes) se convierten en refugios climáticos cuando hay condiciones extremas, y que deben estudiarse con detalle para valorar los impactos reales del calentamiento global en la naturaleza.

El estudio vincula íntimamente el cambio climático con la pérdida de biodiversidad, dos crisis que deben tratarse de forma conjunta y urgente, tal y como alertaban en 2021 los dos principales paneles científicos mundiales en clima y biodiversidad, el IPCC y el IPBES 

Estudios como éste demuestran que los refugios térmicos o los microclimas son claves para que las especies de un ecosistema sobrevivan y escapen a la amenaza del cambio climático. A la inversa, los espacios naturales que carecen de estos espacios han visto menguar sus poblaciones de forma drástica. “El estudio vincula íntimamente el cambio climático con la pérdida de biodiversidad, dos crisis que deben tratarse de forma conjunta y urgente, tal y como alertaban en 2021 los dos principales paneles científicos mundiales en clima y biodiversidad, el IPCC y el IPBES”, alerta Carnicer, “el cambio climático está empujando el declive de la biodiversidad pero lo hace con mecanismos muy complejos”.

Estudios como éste demuestran que los refugios térmicos o los microclimas son claves para que las especies de un ecosistema sobrevivan y escapen a la amenaza del cambio climático.

Los estudios que lidera este investigador estudian, por un lado, espacios naturales con refugios climáticos, como los bosques, y los compara con espacios naturales abiertos, como las zonas de humedales y costeras que tienen un microclima más expuesto en las olas de calor. Por otro lado, analizan cómo varían las condiciones dentro de un mismo ecosistema forestal cuando ocupa un territorio heterogéneo, comparando microclimas de zonas de valle y de cresta, con orientación norte y sur. En ambos casos los resultados hacen hincapié en que las especies no reaccionan todas igual a episodios de sequía extrema o a oleadas de calor, sino que responden diferente según el microclima en el que se encuentran.

“Algunos modelos que analizan los impactos del cambio climático en la biodiversidad contemplan escenarios donde el territorio es homogéneo, nuestros estudios demuestran que hay que tener en cuenta los microclimas y realizar análisis detallados con medidas muy precisas para entender estas diferencias y prever escenarios de futuro” Jofre Carnicer.

La sequía empuja a las mariposas al declive

Los resultados han sido evidentes: existe una clara señal climática en este declive y los mecanismos que interaccionan con las mariposas son locales y muy complejos.  

El primer artículo, publicado en la revista Journal of Animal Ecology, junto con los investigadores Constanti Stefanescu y Maria Vives-Ingla, concluye que la sequía y la carencia de refugios climáticos son las culpables del descenso de mariposas que los espacios abiertos han vivido los últimos treinta años en el Mediterráneo. Los datos demuestran que las zonas naturales con refugios climáticos, como La Fageda d'en Jordà (Olot, Girona), mantienen las poblaciones de mariposas más estables. Esto se debe a que, bajo las copas de las hayas, se sostienen temperaturas 5 ºC inferiores a las del ambiente, así se mantiene la vegetación más hidratada, más capaz de disipar calor y con hojas de mayor calidad, lo que protege la comida y la supervivencia de las larvas de estos insectos durante las sequías y los calores estivales. En cambio, en zonas abiertas sin microclimas, como las zonas costeras del Delta del Llobregat y los Aiguamolls del Empordà (Girona), las larvas de los insectos crecen bajo condiciones térmicas estresantes ya menudo también con alimentos de mala calidad. Esto hace disminuir el tamaño corporal de los insectos, acorta sus alas a medida que avanza el calor del verano y pone en riesgo la supervivencia de las mariposas.

El trabajo ha tomado medidas de campo de cuatro poblaciones distintas de la mariposa Pieris napi, conocida popularmente como blanquita perfumada porque desprende un olor fuerte a limón en sus alas (ver imagen). Después se ha replicado con éxito el mismo proceso en el laboratorio para aislar y comparar la influencia del clima de otros factores ambientales, algo que suele ser muy difícil de documentar y separar otros. Los resultados han sido evidentes: existe una clara señal climática en este declive y los mecanismos que interaccionan con las mariposas son locales y muy complejos.

Microclimas, los salvavidas del bosque mediterráneo

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. 

El otro estudio es también contundente, los escenarios de cambio climático que predicen que los ecosistemas forestales mediterráneos sufrirán cambio disruptivos y uniformes no son reales. Los datos demuestran que los ecosistemas forestales mediterráneos son muy heterogéneos y que frente a episodios de sequía u oleadas de calor los árboles responden de forma extremadamente distinta según el microclima en el que se encuentran. Cada altitud y orientación, por ejemplo, modulan las condiciones climáticas, aunque el estudio también tiene en cuenta otras diferencias que podemos encontrar dentro de un ecosistema, como el grosor del suelo (la topografía), u otras presiones nuevas como aumento sin precedentes de los herbívoros que comen los vástagos de árbol, como los corzos y los jabalíes, un aumento que se explica por la falta de depredadores y la presión limitada de caza.

Las conclusiones se han publicado en Journal of Ecology y se han llevado a cabo en un bosque de roble de hoja grande del Parque Natural de Sant Llorenç del Munt y el Obac (Barcelona) que ocupa una zona heterogénea, desde el fondo del valle hasta en lo alto de la cresta, con diferentes orientaciones de norte y sur. El equipo de investigación ha comprobado que las zonas del bosque con orientación norte y de los valles aguantaban mucho mejor los episodios de calor extremo y sequía. Por el contrario las zonas de las crestas, con un suelo más delgado y más desnudas, eran más vulnerables y sufrían decaimiento en verano. “Son ejemplos de resultados que apoyan la idea anterior: en el mediterráneo no se puede trabajar exclusivamente con modelos de impacto macroclimáticos, hay que sumar estudios locales y de detalle sobre los microclimas, la topografía y la respuesta heterogénea de los organismos vivos en los microclimas, porque son los factores clave que están dirigiendo la resiliencia de los bosques y el carbono almacenado en el calentamiento global”.

Ambos estudios han contado con un equipo de investigación multidisciplinar proveniente de entidades catalanas como son el CREAF, la Universidad de Barcelona, ​​el IRBIO, el Museo de Ciencias Naturales de Granollers o el Instituto de Biología Evolutiva de la Universidad Pompeu Fabra, entre otros. El estudio de los impactos microclimáticos en los ecosistemas es una línea de investigación activa en el CREAF en el marco del proyecto MICROCLIM (link), liderado por Jofre Carnicer y Adrià Barbeta.

Articulos:

• 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.