Aportaciones al conocimiento de las orquídeas del Bosque Seco Tropical y escenarios de cambio climático en Colombia

Abstract

La riqueza de orquídeas en Colombia alcanza una cifra de 4.270 especies, sin embargo, nuevos hallazgos sugieren no haber llegado a un punto de inflexión. La condición epífita en el 69% de sus especies y su ubicación en el dosel, desfavorece su colección y registro, más aún, en ecosistemas fragmentados como el Bosque seco Tropical (Bs-T). Este ecosistema en Colombia, ocupó 9 millones de hectáreas y actualmente solo se mantienen 720.000 has, sin embargo, ha sido insuficientemente explorado y la flora epífita presenta grandes vacíos geográficos. La fertilidad del suelo y el relieve llano, facilitó el establecimiento de ciudades, el desarrollo de la agricultura, la ganadería, pero también aceleró la pérdida de especies vegetales. En los últimos 400 años la introducción de ganado bovino en la región del Caribe y Magdalena y 130 años, el cultivo de la caña de azúcar en el Valle del río Cauca, han sido las principales causas de la transformación.

En este sentido, las orquídeas del Bs-T es el foco de atención de esta tesis, mejorar el conocimiento de su pasado, explorar su presente y planificar su futuro han sido abordadas empleando diferentes metodologías a escala regional y nacional.

Una primera línea amplio el conocimiento de las orquídeas del Valle geográfico del río Cauca, (694.760 hectáreas y 2% de coberturas Bs-T) en un 112% y se completó un catálogo con 71 especies para esta bioregión al sur-occidente de Colombia. Del total, 10 especies son endémicas, una es nueva para la ciencia y 38 no se conocían en estudios previos. Se detectó afinidades florísticas con las tres unidades fisiográficos características, ocho de ellas son exclusivas de la Cordillera occidental, 15 de la Cordillera central, tres de la Llanura aluvial, en tanto que 25 especies son compartidas por las tres unidades fisiográficas. Se detectó un decrecimiento en la riqueza de especies en sentido norte-sur que guarda relación con el uso del suelo. Los resultados de presencia, evidencian la extinción local de 19 especies durante el último siglo, sugiriendo que el cultivo industrial de caña de azúcar, es el máximo responsable de la pérdida de biodiversidad.

Una segunda línea se empleó un grupo de siete especies de orquídeas epífitas típicas del Bs-T de la región del Valle del río Cauca y Dagua para detectar los cambios en la distribución espacial y planificar su conservación frente al cambio climático (CC). El modelamiento fue realizado con Maxent con el escenario SRES-A2 de CC para el horizonte temporal (2080-2100). Los resultados muestran un incremento altitudinal para el escenario de CC y un incremento en la idoneidad en áreas de montaña media en detrimento de las áreas basales donde actualmente se encuentran las orquídeas. La concentración de áreas idóneas fue mayor en la cordillera occidental que en la Cordillera central. Variables como la accesibilidad, el tipo de cobertura, la temperatura y la disponibilidad hídrica, explican el 88,6% del modelo. Se proponen el establecimiento de Corredores de Migración Altitudinal -CMA- como alternativa frente a una pérdida de biodiversidad en el Bs-T.

Una última línea identifica en cinco bioregiones de Bs-T en Colombia, los cambios espacio-

temporales de un grupo focal de 12 especies. Se empleó el algoritmo usado por MaxEnt y el escenario de emisiones SRES 8.5 para dos periodos: (2030) y (2050). Los resultados muestran un desplazamiento altitudinal respecto al presente condicionado por variables como: temperatura, accesibilidad, y la precipitación. Las áreas de montaña media, incrementarán su idoneidad en detrimento de las tierras bajas. Los umbrales de polinizadores (euglossini), disponibilidad de forófitos, distancias a coberturas de Bs-T y áreas protegidas, sugieren mejorar la conectividad entre tierras bajas y zonas de montaña media. Se presentan 69 nichos climáticos como estrategia de conservación frente al cambio climático.

Orchid diversity in Colombia reaches 4,270 species; new discoveries, however, suggest that an asymptote has not yet been reached. The epiphytic condition in 69% of orchid species and their location in the canopy makes it difficult to collect and register them, even more so in fragmented ecosystems such as Tropical Dry Forest. This ecosystem in Colombia occupied 9 million ha, of which at present only 720,000 ha remain. Nevertheless, this ecosystem has been insufficiently explored, and there are large geographic gaps in our knowledge of the epiphytic flora. In the last 400 years, the introduction of cattle in the Caribbean and Magdalena regions, and in the last 130 years, the cultivation of sugar cane in the Cauca Valley, have been the main causes of this transformation and accelerated the loss of plant species.

In this sense, the orchids of the Tropical Dry Forest are the focus of attention of this thesis, in order to improve knowledge of their past, explore their present, and plan their future, using different methods at regional and national scales.

A first line of research augmented knowledge of the orchids of the geographic Cauca Valley (694,760 ha and 2% of coverage by Tropical Dry forest) by 112% and completed a catalogue with 71 species for this bioregion of southwestern Colombia. Of the total, 9 species are endemic, one is new to science, and 38 were not known in previous studies.

A second line of research used a group of seven typical epiphytic species of orchids of Tropical Dry Forest of the Cauca and Dagua river valleys to detect changes in spatial distribution and plan their conservation with respect to climate change. Modeling was carried out with MaxEnt, with the scenario SRES-A2 of climate change for the time horizon 2080-2100. The results show an altitudinal increase for the climate change scenario and an increase in suitability in mid-mountain areas, with a decrease in suitability of basal areas, where orchids are found at present. The concentration of suitable areas was greater in the Western Cordillera than in the Central Cordillera. Variables such as accessibility, type of coverage, temperature, and water availability explain 88.6% of the model. The establishment of Altitudinal Migration Corridors is proposed as an alternative for dealing with biodiversity loss in Tropical Dry forest.

A final line of research identifies spatial-temporal losses of a focus group of 12 species in five bioregions of Tropical Dry Forest in Colombia. The algorithm of MaxEnt was used, with a scenario of emissions SRES 8.5 for two periods, 2030 and 2050. The results show an altitudinal displacement relative to the present, conditioned by variables such as temperature, accessibility, and precipitation. Mid-mountain areas will increase their suitability, and lowlands will decrease in suitability. The thresholds for pollinators (Euglossini), availability of tree hosts, and distances to coverage of Tropical Dry Forest and protected areas suggest that connectivity between lowlands and mid-mountain zones should be improved. Sixty-nine climatic niches are presented for Colombia as a conservation strategy for adapting to climate change.