Las variaciones en las temperaturas rompen el equilibrio de los ecosistemas de montaña
El estudio alarma sobre la necesidad urgente de integrar la variabilidad climática local en las estrategias de conservación para salvaguardar las zonas de montaña
Un estudio publicado en la prestigiosa revista PNAS y liderado por el Laboratorio de Biodiversidad y Funcionamiento Ecosistémico (BioFunLab) del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS), centro de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha demostrado la existencia de cambios bruscos generalizados en la biodiversidad y los servicios de los ecosistemas en respuesta a las variaciones locales de temperatura a lo largo de gradientes de elevación de todo el mundo.
Los ecosistemas de montaña son cruciales para mantener la biodiversidad global y las funciones que sustentan la vida en nuestro planeta. Sin embargo, estos ecosistemas son altamente vulnerables a los cambios de temperatura y pueden experimentar transiciones críticas bajo el cambio climático actual.
Hasta el momento, se desconocía en qué medida la biodiversidad y los servicios ecosistémicos de montaña responden a las variaciones locales de temperatura de manera gradual o abrupta en los entornos globales.
Para llenar este vacío de conocimiento, los investigadores de este estudio desarrollaron una síntesis global, que incluyó 4462 observaciones de 290 gradientes de altitud, para investigar cómo la biodiversidad (que abarca animales y plantas) y los servicios ecosistémicos (incluida la producción vegetal, el carbono del suelo y la fertilidad) responden a las variaciones locales de temperatura a lo largo de los gradientes de altitud.
Los resultados de este estudio revelan que casi un tercio de estos gradientes experimentan cambios abruptos en múltiples servicios ecosistémicos y de biodiversidad en respuesta a las variaciones locales de temperatura a lo largo de los gradientes de altitud.
Concretamente, quedó demostrado que, una vez alcanzado un nivel de temperatura local particular, incluso pequeños aumentos de temperatura dan como resultado variaciones drásticas en la biodiversidad y los servicios ecosistémicos.
Estudiar en qué medida las diferencias locales de temperatura inducen cambios graduales o abruptos en la biodiversidad y los servicios ecosistémicos de montaña en entornos globales es crucial para comprender sus respuestas al calentamiento global.
- Los ecosistemas de montaña son cruciales para mantener la biodiversidad global y las funciones que sustentan la vida en la Tierra
El estudio alarma sobre la necesidad urgente de integrar la variabilidad climática local en las estrategias de conservación para salvaguardar las zonas de montaña, las cuales son ecológicamente vitales para la conservación de la biodiversidad y la regulación del clima.
“Nuestro trabajo proporciona información sobre cómo influye la temperatura en la biodiversidad y los servicios de los ecosistemas de montaña, destacando el papel de los umbrales de temperatura en el desencadenamiento de cambios bruscos en los ecosistemas de montaña de todo el mundo.
Por ejemplo, encontramos que incrementos de temperatura pueden resultar en cambios abruptos negativos en el carbono y la fertilidad del suelo, disminuyendo la capacidad del suelo para ayudarnos a mitigar el cambio climático” Explica el Dr. Manuel Delgado Baquerizo, autor senior del trabajo y líder del BioFunLab del IRNAS-CSIC.
“Estos resultados ponen en relieve la prevalencia de los cambios bruscos inducidos por el cambio climático en la biodiversidad y los ecosistemas de montaña. Este conocimiento es esencial para mejorar la gestión sostenible de los ecosistemas de montaña en un clima cambiante”, añade el Dr. Guiyao Zhou, miembro del BioFunLab.
Referencia del artículo:
X. Zeng, M. Berdugo, T. Saez-Sandino, D. Tao, T. Ren, G. Zhou, Y. Liu, C. Terrer, P.B. Reich, & M. Delgado-Baquerizo, Temperature thresholds induce abrupt shifts in biodiversity and ecosystem services in montane ecosystems worldwide, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (16) e2413981122, https://doi.org/10.1073/pnas.2413981122 (2025).
El IAS-CSIC participa en un nuevo enfoque del mapeo de cultivos basado en imágenes satelitales
El investigador del Instituto de Agricultura Sostenible del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IAS-CSIC) Alberto Hornero es uno de los miembros del equipo que ha diseñado un nuevo modelo de clasificación de cultivos que reduce la necesidad de grandes volúmenes de datos etiquetados
Alberto Hornero, investigador del Instituto de Agricultura Sostenible del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IAS-CSIC) ha participado en el proyecto “Optimización temporal del mapeo de cultivos basado en imágenes satelitales: una comparación de series temporales completas y estrategias de deformación temporal semisupervisadas”, sobre el que recientemente ha sido publicado un artículo por The Institution of Engineering and Technology (Institución de Ingeniería y Tecnología, IET).
Hornero explica que en este trabajo científico “proponemos un nuevo enfoque para la clasificación de cultivos a partir de imágenes satélite cuya principal aportación se basa en reducir la necesidad de grandes volúmenes de datos etiquetados y de simplificar la selección de periodos de observación (ventanas temporales necesarias para el análisis), incluso sin conocimiento previo de los calendarios de siembra y cosecha”.
Las imágenes satelitales ofrecen datos valiosos que pueden ayudar a los agricultores a tomar decisiones informadas sobre la gestión de los cultivos, la asignación de recursos y el monitoreo de la salud de los mismos. Además, la información obtenida puede utilizarse para contribuir a la identificación y mitigación de los efectos ambientales del cambio climático en la agricultura.
En este contexto, la detección de cultivos desempeña un papel fundamental a nivel regional y nacional, y las imágenes satelitales brindan una gran ventaja sobre los métodos más locales como los drones, debido a la capacidad inigualable de los satélites para cubrir grandes áreas regularmente, lo que les da la capacidad de trabajar con series temporales de imágenes detectadas de forma remota.
Así, remarca el investigador del IAS, “hemos conseguido un sistema que combina precisión con menor coste computacional, lo que puede ser de gran ayuda para la comunidad agrícola en general y para instituciones y empresas que necesitan monitorizar grandes extensiones de terreno”.
Alberto Hornero comenzó a colaborar en este trabajo gracias al vínculo con la autora principal del mismo, Rosie Finnegan, cuya tesis codirige, siendo su labor principal la del desarrollo conceptual de la metodología, donde se aprovechan los datos satélite de manera más eficiente y en la búsqueda de la aplicación de técnicas de optimización que ayuden a la identificación del momento más adecuado dentro del ciclo de crecimiento de los diferentes cultivos.
El investigador del Departamento de Agronomía del IAS-CSIC indica que “hemos usado tanto un modelo de redes neuronales profundas (CNN-LSTM) y también una aproximación más ligera basada en deformación temporal (Dynamic Time Warping, DTW), donde demostramos que incluso con diferencias en complejidad y consumo de datos, ambas estrategias pueden llegar a niveles de precisión suficientes para su implementación en tareas de clasificación de cultivos a gran escala.
Al mismo tiempo, hemos incorporado procedimientos de mejora en el procesamiento de imágenes como la integración de datos simulados (data augmentation), lo que favorece el entrenamiento del sistema cuando se dispone de pocos ejemplos reales, lo que es bastante común cuando la disponibilidad de fuentes de datos abiertas escasea”.
Temporal optimisation of satellite image-based crop mapping: a comparison of deep time series and semi-supervised time warping strategies. Rosie Finnegan, José Metcalfe, Sara Sharifzadeh, Fabio Caraffini, Xianghua Xie, Alberto Hornero, Nicolás W. Synes https://doi.org/10.1049/cvi2.70014
Fuente: CSIC Andalucía / IAS-CSIC