els canvi climàtic i els ecosistemes mediterranis. ferran rodà

LDTV - 2010 1

El canvi climàtic i els ecosistemes mediterranis

Ferran Rodà

Rubí, 4 juny 2015

L’efecte hivernacle (natural)

CO2

N2O

CH4

H2O

N2O

CH4

CO2 CO2

N2O

CH4

CO2

N2O

CH4

N2O

CH4 N2O

CH4

N2O CH4

CO2

CH4

CO2

CO2 CO2 CO2

CO2

CO2 CO2

L’efecte hivernacle (antropogènic)

Global Fossil Fuel and Cement Emissions

Projecció pel 2014 : 37.0 ± 1.9 GtCO2, 65% més que 1990

Uncertainty is ±5% for

one standard deviation

(IPCC “likely” range)

Global Carbon Budget 2014

Destí de les emissions antropogèniques de CO2 (mitjanes 2004-2013)

Global Carbon Budget 2014

26%

32.4±1.6 GtCO2/yr 91%

+ 3.3±1.8 GtCO2/yr 9% 29%

44%

IPCC 2013 AR5 WG1. Figure SPM.1b

Canvi observat en la temperatura superficial, 1901-2012

+ = canvi estadísticament significatiu

Retrocés de la glacera Vernagt Ferner

(Àustria, Alps tirolesos)

http://glaziologie.userweb.mwn.de/vernagt/animationen/1844/VGL1844_2001.jpg

Canvis en la precipitació

global

Canvis en la temperatura

global

+ Episodis extrems

Manifestacions del canvi climàtic

Com serà el clima futur a

la regió mediterrània?

més càlid i més sec ?

Mosaic d’imatges NOAA-AVHRR primavera 1997

IPCC (2013) AR5 WG1, Fig. AI.43

Canvis en la precipitació, abril-setembre: projeccions dels models, amb reducció forta de les emissions (RCP4.5)

2081-2100 respecte 1986-2005

Tendència de la precipitació d’estiu, per al període 1950-2013, expressada en %/dècada.

L’àrea dels cercles és proporcional al percentatge de canvi per dècada experimentat. Els cercles taronges indiquen disminució estadísticament

significativa (test de Mann-Kendall, P<0,05).

Servei Meteorològic de Catalunya. Butlletí Anual d’Indicadors Climàtics 2013.

Oceans

Ecosistemes terrestres i d’aigua dolça

Sistemes de producció d’aliments

Energia

Seguretat

Recursos hídrics

Sistemes costaners

Àrees urbanes

Salut

Efectes del canvi climàtic

Canvis en la distribució geogràfica

de les espècies

Efectes en els ecosistemes terrestres

Distribució actual

de l’espècie

Escenaris d’emissions

GCMs

Models de la circulació

general

Clima futur predit Nínxol climàtic

de l’espècie

Caracterització

del clima actual

en l’àrea de distribució

Localització geogràfica futura

del nínxol climàtic de l’espècie Canvis en l’àrea de

distribució futura

Com es poden modelar les distribucions de les espècies en un clima futur:

Distribucions d'idoneïtat climàtica d‘arbres forestals de la península Ibèrica

• Models a partir de distribucions actuals (IFN3) i l'Atles Climàtic Digital

• Projecció a partir d'escenaris climàtics i els models de distribució

• Proporcionen informació de las àrees d'idoneïtat futura, però hi ha altres factors que limiten la distribució real

Ninyerola M et al (2010) Atles d'idoneïtat topo-climàtica de llenyoses.

www.opengis.uab.cat/wms/idoneitatPI

Pi roig (Pinus sylvestris) Idoneïtat climàtica

Actual

Ninyerola M et al (2010) Atles d'idoneïtat topo-climàtica de llenyoses. Servidor de mapes. Universitat Autònoma de Barcelona. www.opengis.uab.cat/IdoneitatPI/index.html

Escenari d’emissions A2. Model HadCM3.

Pi roig (Pinus sylvestris) Idoneïtat climàtica

Predita pel 2050-2080


Idoneïtat futura/actual

No

mb

re d

’esp

ècie

s

Clima futur millor que l’actual (18 spp.)

Clima futur pitjor que l’actual (26 spp.)

Per a moltes espècies d’arbres, el clima futur de la península serà pitjor que l'actual

Lloret F et al (2013) Relationship between projected changes in future climatic suitability and demographic and functional traits of forest tree species in Spain. Climatic Change 120:449-462.

A les muntanyes, desplaçar-se a major altitud redueix la superfície d’hàbitat i la mida de les poblacions: augmenta el risc d’extinció

“Ascensor cap a l’extinció”

MIG

RA

CIÓ

ESCALFAMENT

Estage nival

Prats alpins

Límit dels arbres

Boscos subalpins

Pèrdua d’hàbitat

Menor mida de la població

Menor superfície d’hàbitat

Extinció

Canviaran prou de pressa les àrees de distribució de les espècies?

IPCC (2013) AR5 WG1, FigTS-7

Sequeres més freqüents més llargues més intenses

Efectes en els ecosistemes terrestres mediterranis

Alguns episodis recents de decaïment forestal a Catalunya

Any 2014

238 ha noves afectades

11 episodis nous

Any 2012:

40.000 ha afectades

Anys 2013-2014:

13.200 ha de nova

afectació

recuperació del 22%

de la superfície que el

2012 estava afectada

DEBOSCAT 2013, 2015

La sequera experimental

Exclusió parcial de l’aigua de pluja

( 30% superfície)

Exclusió de

l’escorriment

superficial

Alzinar de Prades

Barbeta el al (2014) Dampening effects of long-term experimental drought on growth and mortality rates of a Holm oak forest. Global Change Biology 19:3133-3144.

Experiment de sequera de Prades: creixement diametral

=

=

Incendis més freqüents més grans més intensos

Efectes en els ecosistemes terrestres mediterranis

Increment del risc extrem d’incendi en tres conques fluvials catalanes

Pla et al (2011) ACCUA - Adaptacions al canvi climàtic en l’ús de l’aigua.

Dies per any amb DC > 800 (DC = Drought code, índex canadenc)

1984 -2008 2076-2100 (A2)

Fluvià

Tordera

Ciurana

Augment dels episodis perllongats d'alt risc d'incendi

Amb emissions moderades altes

Amb emissions baixes- moderades

Projeccions 2071-2100

Moriondo et al 2006

dies

Els episodis de sequera augmenten l'acumulació de combustible

Alta vulnerabilitat als grans incendis forestals • boscos extensos • alta densitat d’arbres • continuïtat horitzontal i vertical de la vegetació

Beltrán M et al (2015) Gestió forestal per a l’adaptació del bosc mediterrani al canvi climàtic. Integració del risc d’incendi.

1. Mitigació

Què cal fer?

Reduir la concentració de CO2 a l’atmosfera:

• Reduir les emissions

• Augmentar els embornals

IPCC (2013) AR5 WG1 SPM Fig. SPM.7a

Augment de les temperatures: importància de la mitigació

Amb mitigació molt forta

Sense mitigació, ‘business as usual’

°C

resp

ecte

19

86

-20

05

Emissions de

gasos d’efecte

hivernacle

al món,

per sectors

IPCC 2014

2. Adaptació

Què cal fer?

1994

Prades

1992

Parcel·les

aclarides

Efectes

diferencials

de

l’eixut

Major resistència a la sequera en les parcel·les aclarides


Comportament del foc segons l’estructura del bosc

Bosc dens, sotabosc alt Bosc aclarit, sotabosc baix

Foc de capçades Foc de superfície

Comportament del foc segons l’estructura del bosc


Mesures d’adaptació

Boscos més resistents al foc i amb menys estrès hídric: Reduir densitats i potenciar estructures amb arbres grans a través de la gestió

Pla E (2012)

Vulnerabilitat dels arbres forestals de Catalunya

Sequera

Incendis

Banqué et al (2013) CANVIBOSC: Vulnerabilitat de les espècies forestals al canvi climàtic.

Gasos

atmosfèrics

Clima Ecosistemes

Sector energètic

Transport

Indústria

Agricultura

Desforestació

Urbanització

Canvi g

loba

l

Usos

del sòl

Interaccions entre el canvi climàtic, la biodiversitat i altres factors

Th

uill

er

W (

20

07

)

Pi blanc (Pinus halepensis) Idoneïtat climàtica

Actual


Predita pel 2050-2080

Pi blanc (Pinus halepensis) Idoneïtat climàtica

Escenari d’emissions A2. Model HadCM3.


Defoliació dels boscos: tendències segons la latitud

PNAS 2011

, 2000 Global annual greenhouse gas emissions by sector, year 2000

http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas#/media/File:Greenhouse_Gas_by_Sector.png

Observed Emissions and Emissions Scenarios

Emissions are on track for 3.2–5.4ºC “likely” increase in temperature above pre-industrial

Large and sustained mitigation is required to keep below 2ºC

Over 1000 scenarios from the IPCC Fifth Assessment Report are shown Source: Fuss et al 2014; CDIAC; Global Carbon Budget 2014

Data: CDIAC/GCP/IPCC/Fuss et al 2014

http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nclimate2392

http://cdiac.ornl.gov/trends/emis/meth_reg.html

http://www.globalcarbonproject.org/carbonbudget/

IPCC (2013) AR5 WG1, Fig. SPM. 10

http://static-m.meteo.cat/wordpressweb/wp-content/uploads/2014/11/19075014/Brohan-et-al-2006-TMA-Terra-18502013.jpg

actualitzat

www.meteo.cat/wpweb/climatologia/canvi-climatic/informacio-general/

IPCC (2013) AR5 WG1, Fig. AI.43

Precipitació al Mediterrani: tendència històrica i projeccions dels models, segons 4 escenaris d’emissions (RCP)

Evolució del risc meteorològic d’incendi Ín

dex

can

aden

c d

e ri

sc d

e fo

c (F

WI)

Tivissa

Loepfe et al (2012) Climatic Change 115: 693-697.

Escenaris A2 i B1. Model HadCM3.

Condicions climàtiques temperatura, precipitació, radiació, vent,...

valors mitjans, estacionalitat

intensitat i freqüència dels valors extrems

Dinàmica de la població

Àrea de distribució

Efectes directes del clima sobre una població

Organismes

adults Descendència

Tolerància climàtica dels individus

adults i dels joves.

Aclimatació ? Selecció?

Supervivència

Fecunditat

Creixement

Supervivència

Migració Migració

Condicions climàtiques temperatura, precipitació, radiació, vent,...

valors mitjans, estacionalitat

intensitat i freqüència dels valors extrems

Efectes indirectes del clima sobre una població

Efectes sobre

els recursos

Efectes sobre

les condicions

no climàtiques

Efectes sobre

els enemics

biològics

Efectes sobre

els

mutualistes

Supervivència Fecunditat Creixement Migració

Dinàmica de la població Àrea de distribució

els canvi climàtic i els ecosistemes mediterranis. ferran rodà

Environment