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Investigando y conociendo: Nuevas metodologías y tecnologías, downscaling, teledetección… para el seguimiento ecológico

Investigando y conociendo: Nuevas metodologías y tecnologías, downscaling, teledetección… para el seguimiento ecológico

Efectos del cambio global sobre el funcionamiento de los ecosistemas de la Red de Parques Nacionales españoles: impactos recientes y desarrollo de un sistema de seguimiento

El desarrollo de programas de seguimiento que permitan una rápida evaluación de las condiciones de las áreas protegidas frente a los efectos del cambio global representa un reto. El uso de la teledetección contribuye a satisfacer estos requisitos, ya que a partir de índices espectrales relacionados con el intercambio de materia y energía entre la vegetación y la atmósfera, se pueden derivar atributos que informan sobre la integridad de los ecosistemas a escala regional y a través de largas series temporales. Este proyecto comenzó evaluando los parques de la Península Ibérica con imágenes de resolución grosera y largas series temporales (AVHRR). A pesar de la variabilidad observada, se detectaron cambios importantes en su productividad, estacionalidad y fenología en los últimos 25 años: la intercepción de radiación fotosintéticamente activa (un subrogado de la productividad primaria) está aumentando, la estacionalidad está disminuyendo, y la fenología del máximo y del mínimo de radiación interceptada se está adelantando en el año. A partir de la experiencia acumulada, y gracias a la disponibilidad de imágenes de mayor resolución espacial y frecuencia temporal (MODIS), se propone un sistema de seguimiento y alerta que permita proporcionar datos de forma periódica, sistemática y homogénea del estado de los ecosistemas mediante una metodología estandarizada para cualquier zona del planeta.


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Elementos preliminares para una evaluación del cambio climático en el Parque Nacional de los Picos de Europa

En este proyecto se plantearon dos tipos de objetivos: unos tienen que ver con la caracterización de la evolución climática observada en la precipitación y la temperatura en el área del Parque Nacional de los Picos de Europa (PNPE) en las últimas décadas, incluyendo el análisis de los datos suministrados por algunos modelos de circulación general (GCM)  en sus nodos más próximos a la región con el objetivo de evaluar la necesidad de aplicar procedimientos de reducción de escala (downscaling) para obtener proyecciones sobre el clima esperado en el siglo XXI en dicha región. Además, se desarrollaron objetivos relacionados con el control de calidad de las medidas tomadas por la red de estaciones meteorológicas automáticas instaladas en el territorio del Parque Nacional, con el fin de ayudar a establecer los efectos observados del cambio climático en esa región, un territorio montañoso y poco poblado en el que no abundan las estaciones de observación meteorológica.


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Evaluación para el seguimiento del cambio global en el ámbito socioeconómico del Parque Nacional de los Picos de Europa 

El objetivo global de esta investigación fue diseñar y hacer operativo un Sistema de Evaluación y Seguimiento del impacto social y económico del Cambio Global en el Parque Nacional de los Picos de Europa, siendo el primero realizado para los Parques Nacionales de España.

Se ha tratado de dar respuesta a la necesidad de disponer de un conjunto de datos suficiente para monitorizar a corto, medio y largo plazo los efectos del cambio global en el ámbito social y económico de los espacios protegidos, focalizando la investigación en el Parque Nacional de los Picos de Europa, aunque, al mismo tiempo, tratando de extraer recomendaciones para una posterior aplicación del Sistema de Evaluación y Seguimiento del impacto social y económico del cambio global diseñado, con sus correspondientes adaptaciones, a otros parques nacionales.

Los objetivos perseguidos por este proyecto pueden ser definidos de la siguiente manera:

  • Registro continuo de la dinámica de los sistemas que son objeto de estudio, con el análisis de las tendencias de cambio, bien por causas naturales o antropogénicas.
  • Mejora del conocimiento sobre los sistemas estudiados, mediante la recopilación o generación de nueva información relacionada con el impacto socioeconómico del cambio global sobre los espacios naturales protegidos.
  • Prevención ante cambios puntuales y/o globales en los sistemas estudiados, especialmente alteraciones o daños por eventos no esperados.
  • Identificación de los efectos producidos por las prácticas de gestión en la dinámica de los sistemas sociales, y detección de efectos no deseados.

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Análisis del cambio climático proyectado en las variables de Precipitación y Temperatura en el área del Parque Nacional de los Picos de Europa para el periodo 2031-60 

El fin de este proyecto fue evaluar el cambio climático proyectado para el Parque Nacional de los Picos de Europa (PNPE) en el periodo 2031-60, en los valores medios mensuales de la frecuencia de ocurrencia de precipitación y de la cantidad de precipitación recogida, así como de la temperatura máxima (Tmax) y mínima (Tmin) diarias. También se evaluó el cambio previsto en los procesos de ocurrencia de heladas y en la duración de las rachas secas prolongadas.

En lo referente a la precipitación, el objetivo fue construir un modelo estadístico que relacione el proceso de precipitación diaria a escala local, ocurrencia y cantidad recogida, con un conjunto de variables atmosféricas de gran escala. Utilizando el modelo estadístico construido, una vez validado, se simularon trayectorias de precipitación diaria para el periodo 2031-60 en los escenarios A1B, A2 y B1 y se compararon sus características con las observadas en el clima presente para establecer los cambios proyectados.

Además, se procuró obtener proyecciones verosímiles de la temperatura, máxima y mínima diaria, Tmax y Tmin, para el periodo 2031-60, en 6 localidades de la región del PNPE, en tres escenarios de cambio climático, así como el análisis de los cambios previstos. Y, por último, se persiguió obtener datos fiables sobre las características de los procesos de helada en el área del PNPE en 2031-60, su tasa de ocurrencia y la duración de las rachas de días de helada consecutivos.

Los resultados muestran que una región particular puede tener un escenario de cambio diferente del que se asigna generalmente a un territorio más amplio («disminución de las precipitaciones en la Península Ibérica», por ejemplo) y que distintos aspectos de un fenómeno pueden requerir análisis diferenciados.


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Seguimiento de los efectos del cambio global en Sierra Nevada: diseño y desarrollo de un sistema de monitorización ecológica basado en la red de estaciones multiparamétricas

El primero objetivo del proyecto fue el diseño de una red de Estaciones de Monitoreo Intensivo (EMIs) en el Espacio Natural de Sierra Nevada, parcelas de territorio ecológicamente homogéneo en torno a una estación multiparamétrica en la que existe una alta concentración de sensores y protocolos de recogida de datos atmosféricos, edáficos y biológicos. Además, se ha diseñado y desarrollado un sistema de captura de datos de las estaciones multiparamétricas de las EMIs, para el procesado continuo de indicadores y otro de teledetección para las EMIs, tratando de obtener de forma completamente automatizada datos de sensores transportados, particularmente del sensor MODIS del satélite TERRA, que incluye productos como el índice de nieve (NDSI), la delimitación de incendios o el índice de vegetación (NDVI y EVI) con resoluciones de 250 m, parámetros muy útiles de cara a estudiar los cambios sufridos por los ecosistemas en el contexto de cambio global.

Se persiguió asimismo diseñar un modelo para integrar los datos climáticos, los datos bióticos procedentes del Observatorio de Cambio Global de Sierra Nevada y los datos procedentes de sensores remotos. También, la creación de un sistema de indicadores de estado para la red de EMIs que permitan conocer con precisión espacial y temporal el estado de conservación. La idea de partida es que estos indicadores se procesen de forma automatizada conforme los datos brutos se transfieran a la base de datos, lo que permita un seguimiento continuo. Y, por último, el proyecto incluyó el diseño y creación de una plataforma web para la consulta y descarga de datos en el marco del Observatorio de Cambio Global de Sierra Nevada.


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Seguimiento de los efectos del cambio global en Sierra Nevada (Fase II): Creación de una red de sensores inalámbricos en las Estaciones de Monitoreo Intensivo. Experiencia piloto. 

Este proyecto, que da continuidad al 'Seguimiento de los efectos del cambio global en Sierra Nevada: diseño y desarrollo de un sistema de monitorización ecológica basado en la red de estaciones multiparamétricas' [FB11], tuvo como primer objetivo el diseño e implementación de una red de sensores inalámbricos para medir determinadas variables abióticas (humedad del aire, humedad del suelo, temperatura del aire y temperatura del suelo) y bióticas (actividad fotosintética) en una Estación de Monitoreo Intensivo en Sierra Nevada.

Se desarrolló en el marco del Observatorio de Cambio Global y como experiencia piloto para su posible transferencia posterior a toda la Red de EMIs del Parque Nacional. Además, se diseñó e implementó un sistema de información que permite gestionar de manera consistente los datos generados, incluyendo una base de datos que alberga la información suministrada por los sensores y su integración en redes científicas internacionales. Se configuró una plataforma web para la descarga de datos y el análisis de los mismos y se planificaron los pasos a dar para la implementación de los resultados obtenidos con esta experiencia piloto en la red de EMIs del Parque Nacional de Sierra Nevada.


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Seguimiento de los efectos del cambio global en Sierra Nevada, fase III: Recopilación de información histórica sobre aspectos estructurales y funcionales de la red de EMIs

El objetivo del proyecto es llevar a cabo una recopilación de información relevante sobre cambios en la cubierta vegetal de una de las Estaciones de Monitoreo Intensivo (EMIs) de Sierra Nevada y poner en valor la información disponible en fuentes muy diversas, tales como documentos históricos de trabajos de campo antiguos, cartografías, catastros, etc., con el fin de integrar estos datos en el sistema de información del Observatorio de Cambio Global de Sierra Nevada. En el caso concreto de la información sobre la evolución de la cubierta vegetal, se trata de generar una serie temporal lo más completa posible de las formaciones vegetales que han ido ocupando Sierra Nevada desde tiempos históricos. Otro objetivo, complementario a éste, es la recopilación de información histórica sobre usos del suelo y el aprovechamiento de recursos naturales, para lo cual se utilizaron los planes de aprovechamiento de los montes, datos procedentes de las subastas municipales, el SIGGAN (Sistema de Información y Gestión Ganadera en Andalucía) y el SAGA (Sistema de Aprovechamientos Ganaderos de Andalucía, referido a los montes de aprovechamiento público) y la obtención de información a partir de los activos sociales, en particular a partir de entrevistas con ganaderos jubilados y en activo, consultas a expertos y talleres de cartografía participativa. Todos los datos e información obtenida, incluyendo nuevos datos meteorológicos solicitados a la Dirección General de Tráfico y a la Consejería de Medio Ambiente (procedentes de la antigua Confederación Hidrográfica del Sur), se integran en el sistema de información asociado al Observatorio de Cambio Global de Sierra Nevada, que recibe el nombre de Linaria y ya cuenta con gran cantidad de información referente a diversos aspectos de la dinámica y estructura de los ecosistemas nevadenses, además de datos climáticos y socioeconómicos.


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Estudio del efecto del cambio global sobre la nieve y la hidrología de alta montaña en el Parque Nacional de Sierra Nevada 

Las zonas de alta montaña son especialmente sensibles a una variación del clima, por lo que en todo el mundo se han seleccionado enclaves de este tipo como Observatorios del Cambio Global. Sierra Nevada es uno de estos observatorios, destacado a nivel nacional y mundial por sus condiciones especiales. Este Proyecto plantea el análisis del impacto que los escenarios de cambio climático suponen en el área del Parque Nacional de Sierra Nevada (PNSN), aplicando modelado hidrológico a partir de las variables meteorológicas asociadas a dichos escenarios, y analizando en profundidad las implicaciones de ese cambio no sólo sobre las variables atmosféricas (precipitación y temperatura) sino también sobre otras variables abióticas superficiales relacionadas con el ciclo del agua y que condicionan el desarrollo de las especies: cantidad y duración de la nieve, humedad del suelo o caudal en los ríos. El objetivo principal es evaluar el impacto del cambio global sobre la dinámica de la nieve y la hidrología en el área del Parque Nacional mediante la identificación de variables indicadoras altamente significativas y puntos singulares de control de las mismas. Para ello se plantean los siguientes objetivos específicos:

Analizar los efectos del cambio global en la hidrología de alta montaña de la zona de estudio, en particular, sobre la distribución espaciotemporal de la nieve.

Estimar dicho impacto sobre el régimen de caudal de la red fluvial en el PNSN, con énfasis en el periodo de estiaje.

Establecer variables indicadoras de dicho impacto y sus umbrales de variación para diferentes niveles del mismo, así como localizar puntos de control idóneos en el área de estudio.


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Sistema de evaluación y seguimiento socioeconómico del cambio climático y el cambio global en el Parque Nacional Sierra de Guadarrama

El objetivo global de esta investigación ha sido diseñar y hacer operativo un Sistema de Evaluación y Seguimiento del impacto socioeconómico del cambio climático y del cambio global en el Parque Nacional de la Sierra de Guadarrama. Se trata de dar respuesta a la necesidad de disponer de un conjunto de datos suficiente para monitorizar a corto, medio y largo plazo los efectos del cambio climático y del cambio global en el ámbito social y económico de los Espacios Protegidos, habiéndose focalizado la investigación en el Parque Nacional Sierra de Guadarrama, aunque, al mismo tiempo, tratando de extraer recomendaciones para una posterior aplicación del Sistema de evaluación y seguimiento del impacto social y económico del cambio global a otros parques nacionales.

Como objetivos específicos, se incluyen la creación y puesta a punto de una base de datos actualizada de los indicadores de cambio social y económico monitorizables (en esta fase, exclusivamente los datos estadísticos publicados) y la definición de un sistema de indicadores para el seguimiento del cambio global en el ámbito social y económico del Parque Nacional de la Sierra de Guadarrama, especificando aquello que pueda ser generalizable a otros parques nacionales de características similares.


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