Variación geográfica de la distribución altitudinal de Kageneckia angustifolia (D.Don): Uso de Google Earth como herramienta de muestreo

Abstract

The treeline corresponds to the altitude that marks the separation between two vegetational formations: Native forest and alpine vegetation, with the temperature the main factor that explains this transition zone. Because de latitudinal variation of temperature, the altitude that define the treeline decreases with increasing latitude. Kageneckia angustifolia, a tree species native to Central Chile, which marks the tree line in the Mediterranean Andes together with other species, constitute an adequate model to proof this prediction. The characterization of geographical distribution of a specie is difficult to perform only through field work. In this case, to characterize the treeline of K. angustifolia, which inhabits in remote areas with difficult access, it is a challenging and expensive task if only field work is considered. Fortunately, these issues can be solved using remote sensing and geographical information systems, who have played an important role on modelling and visualisation of species distribution patterns. First, to characterize the treeline distribution of this species along its latitudinal gradient, Google Earth was used to measure the treeline through a set of transects. Second, with the information of each transect, HOF models were built to estimate the treeline. In third place, through remote sensors, temperature values and continentality index associated with the treeline, were obtained to evaluate the correlation between those variables and this ecotone. The main result of this study is the existence of a no-linear relation between treeline and latitude, being higher in the central zone of the distribution range of the species, and then decreasing towards the south of its distribution; this result is slightly different than expected, however, it opens the possibility to analyse the implications of this result in terms of there being no identical pattern for the altitudinal limit of trees, with behaviour varying according to species, topography and climate. The statistical model constructed reaffirms what is described in the literature on the behaviour of the treeline as a function of latitude (p-value < 0.05), however, it was not possible to establish a robust statistical correlation between this ecotone, temperature and continentality (p-value > 0.05), in contrast to the literature, and what was suggested about this last factor, which could explain part of the complexity of the responses in our country. The findings highlight the need to consider geographical latitude in the determination of altitudinal limits for tree species. The integrated use of Google Earth together with remote sensing may be suitable for studying such large-scale spatial phenomena, thus contributing to a powerful approach to understanding the causes shaping the distribution of tree species around their altitudinal limit.

El límite arbóreo corresponde a la altitud que marca la separación de dos formaciones vegetacionales: bosque nativo y vegetación altoandina, siendo la temperatura el factor principal que explica esta zona de transición. Debido a la variación latitudinal de la temperatura, la altitud que define el límite arbóreo decrece conforme el aumento de la latitud. Kageneckia angustifolia, especie arbórea nativa de Chile Central, que marca el límite arbóreo en los Andes mediterráneos junto a otras especies, constituye un buen modelo para poner a prueba esta predicción. La caracterización de la distribución geográfica de una especie es difícil de realizar sólo a través de trabajo de campo. En este caso, caracterizar el límite arbóreo de K. angustifolia, que habita zonas remotas o de difícil acceso, es una tarea desafiante y costosa si sólo se considera trabajo de campo. Afortunadamente, se pueden resolver este tipo de problemas a través del uso de sensores remotos y sistemas de información geográfica, que han jugado un importante rol en el modelamiento y visualización de los patrones de distribución de especies. Para caracterizar la distribución del límite arbóreo de esta especie en su gradiente latitudinal, se utilizó en primer lugar Google Earth para medir el límite arbóreo de esta especie en dicho rango a través de un conjunto de transectas. Segundo, con la información de cada transecta, se construyeron modelos HOF para la estimación del límite arbóreo. Tercero, a través de sensores remotos se obtuvieron los valores de temperatura además del índice de continentalidad asociados al límite arbóreo de cada transecta, para evaluar la correlación entre tales variables y este ecotono. El resultado más importante de este estudio es la existencia de una relación no lineal entre el límite arbóreo y la latitud, siendo mayor altitud de éste en la zona central del rango de distribución de la especie, para luego decrecer hacia el Sur de su distribución; este resultado es levemente diferente a lo esperado, sin embargo, abre la posibilidad de analizar las implicancias de este resultado en términos de que no existiría un patrón idéntico para el límite altitudinal de los árboles, con comportamientos que varían según la especie, topografía y clima. El modelo estadístico construido reafirma lo descrito en literatura sobre el comportamiento del límite arbóreo en función de la latitud (p-valor<0.05), sin embargo, no se logró establecer una correlación estadística robusta entre este límite, la temperatura y continentalidad (p-valor>0.05), en contraste con la literatura, y lo sugerido sobre este último factor, el que podría explicar parte de la complejidad de las respuestas en nuestro país. Con los hallazgos realizados, se destaca la necesidad de considerar la latitud geográfica en la determinación de los límites altitudinales para las especias arbóreas. El uso integrado de Google Earth junto a sensores remotos, puede ser adecuado para estudiar este tipo de fenómenos de gran escala espacial, contribuyendo con ello a una potente aproximación para comprender las causas que dan forma a la distribución de las especies arbóreas en torno a su límite altitudinal.