Análisis espacio-temporal del crecimiento, fisiología y constitución química de la madera en bosques de alta montaña.

Abstract

El análisis retrospectivo de características en los anillos de crecimiento anual nos permite entender y anticipar los efectos de cambio climático en los ecosistemas forestales. Bajo un escenario de fenómenos climáticos extremos, temperaturas más cálidas y un aumento en las emisiones de gases de efecto invernadero, los bosques de alta montaña son ecosistemas vulnerables. Para avanzar en el conocimiento de este campo, se investigaron las respuestas espacio-temporales de Pinus hartwegii Lindl. en dos montañas del centro de México. Primero, se combinaron mediciones de anchura de los anillos con información de sensores remotos para cuantificar como los bosques responden a la variabilidad climática a través de gradientes altitudinales. Se encontró una disminución en el crecimiento a partir de mediados del siglo XX y un patrón divergente en las tendencias del índice de vegetación de diferencias normalizadas (NDVI). Sin embargo, se encontró una correlación significativa entre la anchura de los anillos y NDVI. Segundo, se probó el vínculo entre las respuestas fisiológicas de P. hartwegii y la actividad fotosintética (derivada de NDVI) a través de un gradiente altitudinal. Se observó una disminución en la composición de isótopos de carbono y oxígeno (δ13C, y δ18O), una discriminación contra carbono sin cambios (Δ13C), y un aumento en la eficiencia de uso de agua (EUAi). Sin embargo, todas las variables fisiológicas fueron afectadas por un evento de sequía extrema, independientemente de su posición espacial. Las composiciones de δ13C, y δ18O estuvieron correlacionadas con NDVI, durante la estación de otoño-invierno del año anterior y el principio de la estación de crecimiento. Finalmente, se analizaron los ajustes en la densidad de la madera y los vínculos con información de sensores remotos. Se encontró un incremento en la densidad mínima y la presencia de anillos más densos después de 1950. El NDVI presento las correlaciones más altas con densidad máxima (MXD), sin embargo, las condiciones de micrositio modulan esta relación. _______________ SPATIO-TEMPORAL ANALYSIS OF TREE GROWTH, PHYSIOLOGY AND CHEMICAL COMPOSITION OF WOOD AT HIGH-MOUNTAIN FORESTS. ABSTRACT: The retrospective analysis of tree-ring traits allows to understand and foresee climate change effects on forest ecosystems. Under a scenario of extreme weather events, warmer temperatures and rising greenhouse gas emissions, the high-mountain forests are highly vulnerable ecosystems. To advance knowledge in this field, we focused on the spatio-temporal responses of Pinus hartwegii Lindl. at two mountains in central México. First, we combine tree-ring measurements to remotely sensed data to quantify how forests responded to climate variability across altitudinal gradients. We found a common growth trend decrease around the middle 20th century and divergent normalize difference vegetation index (NDVI) trends at high-elevations. However, a significant correlation was detected between tree-ring widths and NDVI. Second, we tested the link between physiological responses of P.hartwegii and the photosynthetic activity (NDVI-derived) across altitudinal gradients. We saw a decrease in carbon and oxygen isotopic ratios (δ13C, and δ18O), a stable carbon isotope discrimination (Δ13C), and a rising intrinsic water use efficiency (iWUE). Nevertheless, all physiological parameters unequivocally showed changes during an extreme drought event regardless of spatial position. Carbon and oxygen isotope ratios were correlated with NDVI mainly for the previous fall-winter season and for the beginning of the growing season. Finally, we analyzed tree-ring wood density adjustments and the links with remotely sensed variables. We found an increase in minimum wood density and denser rings after 1950. NDVI exhibited the strongest correlations with maximum latewood density (MXD), however, microsite conditions shape this relationship.