Seasonal microclimatic variation in a succession gradient of low thorn forest in Northeastern Mexico
Variación microclimática estacional en un gradiente sucesional de selva baja espinosa en el Noreste de México
Rev. biol. trop; 67 (1), 2019
Publication year: 2019
Abstract Global increase in land cover change and deforestation bring about fragmentation of a high proportion of native vegetation areas. Microclimate is among the first modified factors after vegetation loss, effects of such disturbances are critical for species performance. However, both secondary succession and seasonality provoke further modifications in abiotic environment after disturbances. Although microclimate patterns during succession are well studied for several ecosystems, they are practically unknown for low thorn forests. In Northern Mexico, this is an endangered ecosystem characterized by harboring a high percentage of endemics. Measurement of microclimatic factors is crucial for understanding possible consequences of post-disturbance time on species inhabiting this ecosystem. This work aimed to assess seasonal variation of microclimatic patterns in a succession gradient of four categories (conserved areas, 31, 17 and four years of succession). The study area was delimited using Landsat satellite images (1973, 1986, 2000, 2005, and 2013) in a fragment of low thorn forest in Northeastern Mexico. For microclimate characterization we studied wind speed, temperature, relative humidity, heat index, dew point, and evapotranspiration. Variables were measured monthly on eight plots, in each of the four successional categories, during two different seasons: wet (May through October 2016) and dry season (November 2016 through April 2017). A multivariate discriminant function analysis showed that microclimate differs among successional stages. In the wet season, early succession areas were characterized by higher values of heat index and wind speed, contrary to conserved areas. In the dry season, successional differences were attributed to wind speed and relative humidity. Moreover, microclimate differences between categories and importance of variables measured were both higher only during the dry season. Our results show that seasonality influences greatly microclimatic patterns during secondary succession. In addition, each one of the successional categories exhibited unique microclimatic conditions. Remarkably, four, 17, and even 31 years succession categories differed from conserved areas. This work provides evidence on the great relevance of seasonality and microclimate for studying secondary succession. It is suggested to take both factors into consideration when implementing conservation programs concerning endangered habitats such as low thorn forests. As an ecosystem poorly studied, microclimate characterization provided herein, shall help to a better understanding and management of these areas.(AU)
Resumen El aumento global en el cambio de cobertura vegetal y la deforestación han fragmentado una elevada proporción de áreas de vegetación nativa. El microclima es un factor que se modifica después de la pérdida de vegetación, y los efectos de tales perturbaciones son trascendentales para las especies. Sin embargo, tanto la sucesión secundaria como la estacionalidad implican modificaciones adicionales en el medio abiótico después del disturbio. Aunque los patrones microclimáticos durante la sucesión son conocidos en varios ecosistemas, no se han evaluado en áreas de selva baja espinosa, que constituye un ecosistema amenazado en el norte de México. La medición de tales factores microclimáticos es crucial para comprender las consecuencias de la recuperación post-disturbio en las especies. Por lo tanto, el objetivo del estudio fue evaluar la variación estacional del microclima en un gradiente de sucesión de cuatro categorías (áreas conservadas, 31, 17 y cuatro años de sucesión), delimitadas mediante imágenes de satélite LANDSAT (1973, 1986, 2000, 2005 y 2013) en un fragmento de selva baja espinosa en el noreste de México. Para caracterizar el microclima se consideraron la velocidad del viento, temperatura, humedad relativa, índice de calor, punto de rocío y evapotranspiración. Las variables se midieron de forma mensual, durante un año, en ocho sitios de muestreo en cada una de las cuatro categorías sucesionales, durante dos estaciones diferentes: húmeda (mayo a octubre 2016) y seca (noviembre 2016 hasta abril 2017). A través de un análisis multivariado de funciones discriminantes, se determinó que las categorías sucesionales en la selva baja espinosa son diferentes dependiendo del microclima. En la estación húmeda, las áreas con poco tiempo de sucesión se caracterizaron por valores más altos de índice de calor y velocidad del viento, al contrario de las áreas conservadas. En la estación seca, las diferencias sucesionales se atribuyeron a la velocidad del viento y la humedad relativa. Además, tanto la discriminación entre categorías como la importancia de las variables fueron mayores solo durante la estación seca. Por lo tanto, la estacionalidad determina los patrones microclimáticos durante la sucesión secundaria. Además, cada categoría sucesional representa condiciones microclimáticas únicas, pero difieren de las áreas conservadas incluso después de 31 años de sucesión. De acuerdo con nuestros resultados, la estacionalidad y el microclima son de gran relevancia para el estudio de la sucesión secundaria. Se sugiere considerar ambos factores cuando se implementan programas de conservación de ecosistemas en riesgo, como la selva baja espinosa en el noreste de México. Al ser este un ecosistema poco estudiado, la caracterización microclimática que aquí se proporciona, ayudará a un mejor entendimiento y manejo forestal de dichas áreas.(AU)