evaluación del estrés provocado por el cambio climático en ... ap 2018... · dr. fernando...
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Dr. Fernando SantibáñezCentro de Agricultura y Medio Ambiente
Facultad de Ciencias Agronómicas
Evaluación del estrés provocado por el cambio climático en los ecosistemas
terrestres.
Centro de Agriculturay Medio Ambiente
Universidad de Chile
Agencia Chilena de Cooperación Internacional para el Desarrollo
Santiago, 12 al 16 de noviembre de 2018
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Óptimo ecofisiológico
Infraóptimo supraóptimo
No estrésEstrés
crecienteEstrés
creciente
Máxima presencia
Limitada presencia
Limitada presencia
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-1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2
Fre
cue
nci
a
Clase
T min mes mas frio
Frecuencia
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1980-89
1960-691950-59
1930-391920-29
1900-091880-89 1890-99
1910-19
1940-49
1970-79 1990-99
2010
Así comenzamos este siglo !
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Zona de riesgo inminente
zona de alerta
Cambio en la temperaturadel hábitat genera cambios biológicos
AñoEstrés bioclimático podríaafectar la dinámica reproductiva,las tasas de crecimiento, la resistenciaa las plagas y la capacidadcompetitiva de alguna especies
Estrés bioclimático podría, impedir la reproducción, provocar Concurrencias interespecíficas peligrosas y provocar la mortalidad de algunas especies.
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Ondas de calor
Ondas de frío Heladas Lluvias intensas
Sequías
El calentamiento global no le hará fácil la vida a las plantas
Aumento magnitudy frecuencia depérdidas
Reducción de lacalidad de losproductos
En climas fríos, el calentamiento hará algunas concesionesa las plantas
Qué ? Cuánto ? Dónde ?
Las múltiples caras del cambio climático
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Alza en la temperatura
Tasas de crecimiento:habilidad para ocupar el espacio,
competir por luz y agua. Prolificidadreproductiva, resiliencia frente a estresesbióticos y abióticos.
Tasa reproductiva:Capacidad para ocupar territoriosResiliencia frente a eventos catastróficosExpresión génica.
Cambios de estacionalidadSincronía de cadenas tróficasAsincronía reproductivaSurgencia de nuevas amenazas (abióticas ybióticas)
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Aridización
Tasas de crecimientoMenor producción de biomasaDificultad reproductivaPerdida de capacidad competitiva
Adaptación y sobrevivenciaAcortamiento del periodo húmedo puededificultad reproducciónMortalidad pre-reproductivaAumento del estrés térmico
DepredaciónSurgencia de nuevos depredadoresAumento de la tasa de depredación.
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excesivo vigorvegetativo
acortamientodel ciclo
deteriodo dela dormancia
aumentoconsumo de agua
aumento deestrés termico
cantidad ycalidad de frutos
calentamientodel aire
aumentodel viento
menorproduccion
carbohidratos
mayor incidenciade pestes
precipitacionesde primavera
mayor vaporatmosferico
aumento estréshidrico
Aumentoplagas
Rendimiento
Consumo aguaEa=
El estrés bioclimático es un fenómeno sistémico
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Ruta de transducción de la señal
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Mal
reposo
invernal
Frutos con bajo potencial
de crecimiento
Mala capacidad de resistir la
postcosecha
Madurez dispareja
Pérdida del
equilibrio aéreo
del árbol
Calibre disparejo
Altas temperaturas otoñales
Alta carga estación previa
Frío insuficiente o interrumpido
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El cambio climático en acción:
Lo que ya ocurrió….
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2015
Hacia dónde van las temperaturas máximas?
Año 2015, el más cálido de la historia
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0
100
200
300
400
500
La Serena
0
200
400
600
800Santiago
0
1000
2000
3000
4000
Puerto Montt
0
500
1000
1500
2000
2500
Concepción
- . a o
- . a o
- . a o
- . a o
El hoy del
cambio
climático
-0.6 mm/año
-5.7 mm/año
-3.9 mm/año
-0.6 mm/año
La Serena
Santiago
Concepción
Puerto Montt
Es probable
que un nuevo
equilibrio
climático se
alcance hacia el
fin de este
siglo
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Pudahuel
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
1965 1975 1985 1995 2005 2015
Ho
ra
s d
e F
rio
Año
El clima se está tornando más cálido
Los inviernos se estántornando menos fríos
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SantiagoEvapotranspiración de referencia
Las tasas de evaporación pueden aumentar hasta en 8% por cada gradode aumento en la temperatura
Las tasas de evaporación ya subieron cerca de 10% en la segunda mitad del siglo XX.
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17
Temperatura mínima
Síntesis de ABA
Cambio en relación
ABA/CTK
Termoestabilidad
membranas
Reducción
Intercambio
iónico
Menor actividad
Metabolismo secundario
(Oxidación de enzimas)
Alta intensidad
luminosa
Elevada
fotosíntesis
Liberación de O2
Mecanismo de acción de las temperaturas bajas
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18
Altas temperaturas
Termoestabilidad de
Las membranasABA
Flujo iónico
Y agua
Reducción
Síntesis proteica
Reducción
Síntesis y disponibilidad
carbohidratos
Inhibicion
Crecimiento
meristemosViabilidad
óvulos
Altas
Tasas respiratorias
Mecanismo de acción de las temperaturas altas
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19
Deficit hidrico
Apertura estomática Baja las
División celular
ABA
Bloqueo de la
fotosintesis Bajo
calibre
Aborto
Reducción
citoquininas
Mecanismo de acción del déficit hídrico
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Estableciendo los perfiles bioclimáticos de los ecosistemas
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0
50
100
150
200
250
-7.0
-6.5
-6.0
-5.5
-5.0
-4.5
-4.0
-3.5
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5 0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
Temperatura mínima de julio (º C)de la zona de distribución de la araucaria
Linea base
2050
Minimum temperature of the coldest monthJuly
Araucaria communities geographic distribution
Estrés supra resiliente
Estrés resiliente
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0
15
30
45
60
75
90
-54
3
-52
6
-50
9
-49
2
-47
5
-45
8
-44
1
-42
4
-40
7
-39
0
-37
3
-35
6
-33
9
-32
2
-30
5
-28
8
-27
1
-25
4
-23
7
-22
0
-20
3
-18
6
-16
9
-15
2
-13
5
-11
8
-10
1
-84
-67
-50
-33
-16
Déficit hídrico (mm)de la zona de distribución de la araucaria
Linea base
2050
Water deficit tolerated byAraucaria communities
Estrés resiliente
Estrés supra resiliente
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0
50
100
150
200
250
-0.4
0.5
1.4
2.3
3.2
4.1 5
5.9
6.8
7.7
8.6
9.5
10
.4
11
.3
12
.2
13
.1 14
14
.9
15
.8
16
.7
17
.6
18
.5
19
.4
20
.3
21
.2
22
.1 23
23
.9
24
.8
25
.7
26
.6
27
.5
28
.4
Fre
cue
nci
a
Clase
Temperatura máxima de Enero, TXE
Matorral bajo tropical-mediterráneo andino de Adesmia hystrix y Ephedrabreana
Calor del verano
y = 43.753x - 95.308R² = 0.9281
-50
0
50
100
150
200
250
0 2 4 6 8
y = -7.9595x + 210.39R² = 0.8674
-50
0
50
100
150
200
250
0 5 10 15 20 25 30
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Matorral bajo tropical-mediterráneo andino de Adesmia hystrix y Ephedrabreana
Rigor del invierno
0
50
100
150
200
250
300
350
-12
.6
-12
-11
.4
-10
.8
-10
.2
-9.6 -9
-8.4
-7.8
-7.2
-6.6 -6
-5.4
-4.8
-4.2
-3.6 -3
-2.4
-1.8
-1.2
-0.6 0
0.6
1.2
1.8
2.4 3
Fre
qu
en
cy
Tmin
TNJ
y = 128.54x + 1317.3R² = 0.92
-50
0
50
100
150
200
250
300
350
-11 -10 -9 -8 -7
y = -25.59x + 85.588R² = 0.8939
0
50
100
150
200
250
300
350
-10 -5 0 5
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Matorral bajo tropical-mediterráneo andino de Adesmia hystrix y Ephedrabreana
Tolerancia a la aridez
0
10
20
30
40
50
60
70
80
-19
56
-19
15
-18
74
-18
33
-17
92
-17
51
-17
10
-16
69
-16
28
-15
87
-15
46
-15
05
-14
64
-14
23
-13
82
-13
41
-13
00
-12
59
-12
18
-11
77
-11
36
-10
95
-10
54
-10
13
-97
2
-93
1
-89
0
-84
9
-80
8
Fre
cue
nci
a
Clase
DefHy = 0.1193x + 195.71
R² = 0.8726
0
10
20
30
40
50
60
70
80
-1800 -1600 -1400 -1200 -1000
y = -0.1034x - 84.75R² = 0.8095
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
-1300 -1200 -1100 -1000 -900 -800 -700
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0
20
40
60
80
100
120
-80
7
-79
6
-78
5
-77
4
-76
3
-75
2
-74
1
-73
0
-71
9
-70
8
-69
7
-68
6
-67
5
-66
4
-65
3
-64
2
-63
1
-62
0
-60
9
-59
8
-58
7
-57
6
-56
5
-55
4
-54
3
-53
2
Fre
cue
nci
a
Clase
Deficit hidrico
Frecuencia
0
100
200
300
400
500
600
7003
.0
3.3
3.6
3.9
4.2
4.5
4.8
5.1
5.4
5.7
6.0
Fre
cue
nci
a
Clase
T mínima mes mas frio
Series1
Umbral
Recta 1
Recta 2
0
100
200
300
400
500
600
700
24
.0
24
.3
24
.6
24
.9
25
.2
25
.5
25
.8
26
.1
26
.4
26
.7
27
.0
27
.3
27
.6
27
.9
28
.2
28
.5
Fre
cue
nci
a
Clase
T max mes mas cálido
Frecuencias
Umbral
Recta 1
Series4
Bosque esclerofilomediterraneo
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0
200
400
600
800
1000
1200
3.0
3.3
3.6
3.9
4.2
4.5
4.8
5.1
5.4
5.7
6.0
6.3
Fre
cue
nci
a
Clase
Histograma
Frecuencias
Umbral
Recta 1
Series4
y = 1077.3x - 3296.9R² = 0.9458
0
200
400
600
800
1000
1200
2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Infraoptimo
y = -412.58x + 2487.9R² = 0.9004
0
100
200
300
400
500
600
700
4 4.5 5 5.5 6 6.5
Supraoptimo
Bosque espinoso mediterrßneo interior de Acacia caven y Lithrea caustica
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0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-33
2
-31
9
-30
6
-29
3
-28
0
-26
7
-25
4
-24
1
-22
8
-21
5
-20
2
-18
9
-17
6
-16
3
-15
0
-13
7
-12
4
-11
1
-98
-85
-72
-59
-46
-33
-20 -7
Fre
cue
nci
a
Clase
Deficit hidrico
Frecuencia
0
50
100
150
200
250
300
-1.8 -1.5 -1.2 -0.9 -0.6 -0.3 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3
Fre
cue
nci
a
Clase
T min mes mas frio
Frecuencia
0
20
40
60
80
100
120
11
.5
12
.2
12
.9
13
.6
14
.3 15
15
.7
16
.4
17
.1
17
.8
18
.5
19
.2
19
.9
20
.6
21
.3 22
22
.7
23
.4
24
.1
Fre
cue
nci
a
Clase
T max mes mas cálido
Frecuencia
BosquecaducifolioMaulino
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TXEm TXEM TNJm TNJM Iam IAM
11.6 29.7 -9.2 7.4 0.32 10.14,
8.4 32.4 -6.1 8.2 0.13 1.60,
9.3 33.2 -4.7 13.9 0.00 1.11,
16.9 26.0 0.1 6.4 1.18 6.74,
15.0 25.7 -6.7 7.5 1.77 10.10,
10.1 23.8 -7.6 6.1 0.46 12.07,
9.9 33.1 -4.1 14.1 0.00 0.07,
12.9 21.8 -8.0 0.4 0.28 1.91,
-3.0 22.3 -19.0 1.8 0.03 9.11,
10.9 32.0 -9.7 8.2 0.12 5.74,
-2.6 32.6 -18.6 5.4 0.00 11.63,
4.8 32.5 -11.2 9.3 0.00 0.20,
10.5 19.0 -8.1 2.7 0.48 8.61,
5.9 33.4 -8.2 13.5 0.00 0.26,
25.6 32.0 2.3 7.2 0.15 0.36,
12.2 17.6 1.5 5.1 8.22 16.44,
10.1 18.2 -5.0 3.5 0.73 18.55,
Matorral desertico
Matorral espinoso
Matorral siempreverde
Turbera
Formacion
Estepas y pastizales
Herbazal de altitud
Matorral arborescente
Matorral de altitud
Matorral desertico
Matorral caducifolio
Bosque caducifolio
Bosque esclerofilo
Bosque espinoso
Bosque laurifolio
Bosque resinoso
Bosque siempreverde
Desierto absoluto
T.Estival T. Invernal Reg. Aridez
Perfil bioclimático de las formaciones
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Nivel de estrés térmico Rango
Muy leve Eh≤ ,
Leve , <ET ≤ ,1
Bajo ,1 <ET ≤ ,2
Moderado ,2 <ET ≤ ,4
Alto ,4 <ET ≤ ,
Muy alto , <ET ≤ ,8
Extremadamente alto ET˃ ,8
Escala del estrés bioclimático(1-d)
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ID PISO Superficie O ML L B M A MA EA
1 Desierto tropical costero con vegetacion escasa 2568 0 2208 0 0 359 0 0 0
2 Desierto tropical interior con vegetacion escasa 55284 157 55128 0 0 0 0 0 0
3 Matorral desertico tropical interior de Atriplex atacamensis y Tessaria absinthioides8944 3308 5523 0 114 0 0 0 0
4 Matorral desertico tropical interior Malesherbia auristipulata y Tarasa rahmeri547 273 266 8 0 0 0 0 0
5 Matorral desertico tropical costero de Nolana adansonii y N. lycioides847 0 590 0 0 0 257 0 0
6 Matorral desertico tropical costero de Ephedra breana y Eulychnia iquiquensis3416 0 2497 0 58 861 0 0 0
7 Matorral desertico mediterraneo costero Copiapoa boliviana y Heliotropium pycnophyllum1245 0 1049 164 31 0 0 0 0
8 Matorral desertico mediterraneo costero de Heliotropium eremogenum y Eulychnia morromorenoensis34 0 0 19 14 0 0 0 0
9 Matorral desertico mediterraneo costero de Gypothamnium pinifolium y Heliotropium pycnophyllum791 0 303 469 18 0 0 0 0
10 Matorral desertico mediterraneo costero de Euphorbia lactiflua y Eulychnia iquiquensis727 0 158 223 345 0 0 0 0
11 Matorral desertico mediterraneo costero de Euphorbia lactiflua y Eulychnia saint-pieana2583 0 257 1979 347 0 0 0 0
12 Matorral desertico mediterraneo interior de Oxyphyllum ulicinum y Gymnophyton foliosum1914 0 707 1098 110 0 0 0 0
13 Matorral desertico mediterraneo costero de Heliotropium floridum y Atriplex clivicola1651 0 144 1507 0 0 0 0 0
14 Matorral desertico mediterraneo costero de Oxalis gigantea y Eulychnia breviflora745 0 0 274 471 0 0 0 0
15 Matorral desertico mediterraneo interior de Skytanthus acutus y Atriplex deserticola18292 0 7820 10424 48 0 0 0 0
16 Matorral desertico tropical interior de Huidobria chilensis y Nolana leptophylla1282 21 916 345 0 0 0 0 0
17 Matorral desertico mediterraneo costero de Oxalis gigantea y Heliotropium stenophyllum2941 0 0 2674 267 0 0 0 0
18 Matorral desertico mediterraneo interior de Adesmia argentea y Bulnesia chilensis12609 0 0 5308 7301 0 0 0 0
19 Matorral desertico mediterraneo interior de Heliotropium stenophyllum y Flourensia thurifera4628 0 0 857 3771 0 0 0 0
20 Matorral desertico mediterraneo interior de Flourensia thurifera y Colliguaja odorifera7084 0 0 263 6821 0 0 0 0
21 Matorral desertico mediterraneo costero de Bahia ambrosioides y Puya chilensis1087 0 0 229 779 79 0 0 0
22 Matorral bajo desertico tropical interior de Adesmia atacamensis y Cistanthe salsoloides24438 9653 14574 211 0 0 0 0 0
23 Matorral bajo desertico tropical andino de Atriplex imbricata y Acantholippia deserticola14981 11125 2913 943 0 0 0 0 0
24 Matorral bajo desertico tropical interior de Nolana leptophylla y Cistanthe salsoloides12209 306 8234 3502 35 132 0 0 0
25 Matorral bajo desertico tropical-mediterraneo andino de Atriplex imbricata10179 4481 4084 1614 0 0 0 0 0
26 Matorral bajo desertico mediterraneo andino de Senecio proteus y Haplopappus baylahuen3635 0 7 767 2861 0 0 0 0
27 Matorral espinoso mediterraneo interior de Trevoa quinquinervia y Colliguaja odorifera2003 0 0 20 1984 0 0 0 0
Superficie afectada según nivel de estrés
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Factores del estrés en comunidades de Araucarias
isotermas han subido unos 350 m
la sequia estival es más prolongada e intensa debido a la disminucion de las precipitaciones y el aumento de las rtasas de evaporacion
la humedad del aire ha aumentado favoreciondo la proliferacion de patogenos
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Supuestos de este procedimiento:La distribución actual de un ecosistema está en sintonía con sus rangos de tolerancia bioclimática.Los cambios climáticos podrían gatillar la regresión ecológica de un ecosistema cuando al menos una variable se escape del rango actual.Los servicios ecosistémicos podrían deteriorarse proporcionalmente al aumento del estrés de los ecosistemas
Factores de incertidumbre.
Los mayores factores de incertidumbre radican en la interpretación de las reacciones biológicas frente a los estreses bioclimáticos. Si bien existe cierta certeza en la magnitud de los cambios climáticos esperados, la respuestas adaptativas de los sistemas biológicos a estos cambios permanecen en el campo de la incerteza.
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Una mirada a nuestra América
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Temperatura mínimadel mes mas frio
Proyecto VACEAChile-Argentina-Brasil-Colombia-Canadá
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Temperatura máxima del mes mas cálido
Proyecto VACEAChile-Argentina-Brasil-Colombia-Canadá
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![Page 45: Evaluación del estrés provocado por el cambio climático en ... AP 2018... · Dr. Fernando Santibáñez Centro de Agricultura y Medio Ambiente Facultad de Ciencias Agronómicas](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011811/5e1013fd03d99f4e9d5d4dab/html5/thumbnails/45.jpg)
![Page 46: Evaluación del estrés provocado por el cambio climático en ... AP 2018... · Dr. Fernando Santibáñez Centro de Agricultura y Medio Ambiente Facultad de Ciencias Agronómicas](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011811/5e1013fd03d99f4e9d5d4dab/html5/thumbnails/46.jpg)
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Que no nos sorprenda el cambio climático, adelantémonos a lo que podría venir