Los seres vivos mantienen una estrecha relación con el clima. Hay ciertas plantas que solo sobreviven en entornos muy húmedos, otras que prefieren un ambiente árido o semiárido. Las hay que toleran muy bien las heladas invernales, y otras que necesitan un invierno templado. Además, los distintos factores climáticos afectan directamente a los ciclos de los seres vivos. Las plantas sincronizan su actividad con los factores climáticos, esa interacción es estudiada por una rama de la biología, la fenología.
La fenología y el cambio climático
Partiendo de ese principio básico de la fenología, la sincronía entre ciclos biológicos y fenómenos climáticos, se puede deducir que el análisis de dichos ciclos y sus cambios permite inferir cambios en los patrones climáticos. Es decir, una de las formas en las que se puede analizar y monitorizar el cambio climático es comprobando los cambios en el brote, floración, fructificación o maduración de las plantas. El seguimiento a largo plazo de los ecosistemas, mediante índices relacionados con la vegetación, permite mejorar las respuestas al cambio climático de esos ecosistemas.
Actualmente, muchos grupos de investigación están monitorizando la fenología, para lo cual resulta muy útil la teledetección, una técnica que permite obtener datos de múltiples variables de la superficie terrestre, a partir de sensores instalados en satélites, drones o aviones. La teledetección se ha convertido en un instrumento fundamental para el seguimiento ecológico a largo plazo.
Los sistemas de análisis de datos obtenidos por teledetección permiten monitorizar los efectos del cambio climático, como la pérdida de biodiversidad, la degradación del suelo, la contaminación o el uso insostenible de recursos en ecosistemas terrestres, de aguas dulces y de aguas de transición.
PhenoApp y el proyecto SUMHAL
Uno de los grupos de investigación que está sacando el máximo provecho de la teledetección es el equipo liderado por el doctor Ricardo Díaz-Delgado, del Laboratorio de Sig y Teledetección de la Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC, Sevilla). Forman parte del proyecto ‘Sostenibilidad para los Enclaves Mediterráneos de Andalucía Integrando LifeWatch-ERIC’ —SUMHAL, por sus siglas en inglés—. Este proyecto europeo, encuadrado en el programa FEDER, está financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, a través de Fondos Europeos. Su principal objetivo es contribuir a la conservación y protección de la biodiversidad en entornos naturales o seminaturales.
En el SUMHAL participan investigadores de la EBD, de la Estación Experimental del Zaidín (Granada) y de la Estación Experimental de Zonas Áridas (Almería), y presenta diferentes vías de investigación, entre otras: explorar la generación, movilización y divulgación de información sobre biodiversidad; o implementar técnicas de ciencia ciudadana para analizar movimientos de gatos ferales y su impacto.
Uno de los ‘paquetes de trabajo’ del proyecto SUMHAL, el codificado como WP6, se encarga de desarrollar protocolos e indicadores para el seguimiento y la evaluación del estado de los ecosistemas, y ahí es donde entra en juego PhenoApp.
PhenoApp es una aplicación que obtiene datos del satélite Sentinel 2, procedentes de Google Earth Engine, que permite realizar un seguimiento activo de la fenología de la vegetación de distintos lugares a largo plazo. La aplicación, desarrollada en lenguaje Python, proporciona un mapa dinámico que habilita a su usuario la selección del área a estudiar, y consultar distintas variables fenológicas, en distintos momentos. La misma aplicación descarga, edita, analiza y elabora mapas con resultados del área solicitada, tanto a partir de imágenes como de series temporales, de forma automática.
Este tipo de seguimiento es esencial para comprender cómo afectan ciertos fenómenos asociados al cambio climático; en palabras del Investigador Principal del proyecto, el doctor Díaz-Delgado, «los datos obtenidos mediante PhenoApp permiten evidenciar el efecto de sequías extremas y otros eventos asociados al cambio climático sobre la vegetación y su capacidad de recuperación o resiliencia».
Calibrando la herramienta con Doñana
Los datos de satélite, en bruto, no suelen decir mucho, a menos que se comparen con la información en vivo y se calibren adecuadamente. Esa calibración, junto con un análisis posterior para la verificación del funcionamiento de la aplicación, se ha hecho en el Entorno Natural de Doñana, aprovechando que la Reserva presenta una gran red de fenocámaras instaladas desde 2016, dentro del marco de la Infraestructura Científica Técnica y Singular de Doñana (ICTS-Doñana).
Este análisis preliminar de validación ha permitido verificar, con éxito, el funcionamiento de PhenoAPP, y aportar información relevante acerca del estado actual de la vegetación de Doñana, tras tres años de sequía, combinados con una extracción irregular y masiva de agua del acuífero que nutre los humedales, para abastecer los regadíos —muchos de ellos, desde pozos ilegales— y el Resort.
Una herramienta que proporcionará a los investigadores abundante información sobre los efectos del cambio climático, de forma rápida y sencilla.
Referencias:
- CSIC. 2023, abril 20. La Estación Biológica de Doñana diseña una aplicación que permite conocer cómo afecta el cambio climático a la fenología de la vegetación.
- García-Díaz, D. et al. 2023. PhenoApp. Una aplicación basada en Google Earth Engine para el monitoreo de la fenología: Revista de Teledetección, 61, 73-81. DOI: 10.4995/raet.2023.18767
