Papers by Ulises Manzanilla-Quiñones
Ecosistemas y Recursos Agropecuarios, 2021
Urban green areas (UGA) provide relevant ecosystem services to cities, unfortunately, they are vu... more Urban green areas (UGA) provide relevant ecosystem services to cities, unfortunately, they are vulnerable to urbanization processes. The objective of this study was to analyze under a spatio-temporal approach the UGA of the Metropolitan Zone of Monterrey (MZM). Landsat and Global Forest Change satellite images were used to estimate the UGA and environmental quality of the MZM for the period 2000-2019. A trend (p < 0.01) of UGA reduction was found from 2001 to 2019. The estimated environmental quality decreased from 13.21 (2000) to 7.75 m2 (2019). The UGA area was lost at a rate of 0.29 m2 per inhabitant per year. The municipalities of Juarez, Monterrey, Apodaca and Guadalupe were the ones that lost UGA. The conservation and protection of UGA should be priority activities for the civil authorities of the municipalities of the MZM, specifically, in the municipality ofJuarez.
Key words: Urban areas, environmental quality, urban geography, geographic information systems, urban vegetation.
Ecosistemas y Recursos Agropecuarios, 2021
The present study used precipitation and temperature data between 1960-2015 and Global Circulatio... more The present study used precipitation and temperature data between 1960-2015 and Global Circulation Models (GCM) CNRMCM5 and HADGEM2_ES, projected from 2045-2069 and 2075-2099; under two paths of concentrations of greenhouse gas emissions (RCP); 4.5 (constant) and 8.5 (high). The objective was test the hypothesis that the RBPC would become a site highly exposed to the effects of annual temperature average increase and flooding due to sea-level increase. Precipitation and temperature records were downloaded from six meteorological stations and the climatic layers from GMC for 2045-2069 and 2075-2099 (RCP 4.5 and 8.5) at a resolution of 1 km2. The statistical tests used in the data allowed to detect increase trends (p < 0.05) through time. Due to the uncertainty of future climate scenarios, four GCM were tested and analyzed. The results indicate a significant
increase trend in annual temperature average from 0.34 to 0.82 C for 1960-2015. The climate scenarios projected that the RBPC would be warmer, drier, and flooded by a sea-level increase from 13 to 33 cm, which would lead to the development of a coastal delta, covering 49.3 to 49.5% of the RBPC during 2045-2099. According to the climatic analyses, the RBPC would show a high climatic exposure in its biological
and ecological systems. According to climate analyses, the RBPC would be a highly exposed area to the effects of climate change and sea-level increase. The latter would affect important biogeochemical changes to the freshwater bodies of the area.
Key words: Climate change, protected natural area, sea level rise, spatial analysis, temperature increase.
iforest, 2020
Pinus greggii is a species of socioeconomic importance in terms of wood production and environmen... more Pinus greggii is a species of socioeconomic importance in terms of wood production and environmental services in Mexico, though it is restricted by particular environmental conditions to the Sierra Madre Occidental. Species distribution models are geospatial tools widely used in the identification and delineation of species' distribution areas and zones susceptible to climate change. The objectives of this study were to: (i) model and quantify the environmentally suitable area for Pinus greggii in Mexico, and possible future distributions under four different scenarios of climate change; (ii) identify the most relevant environmental variables that will possibly drive changes in future distribution; and (iii) to propose adequate zones for the species' conservation in Mexico. Some 438 records of Pinus greggii from several national and international databases were obtained, and duplicates were discarded to avoid overestimations in the models. Climatic, edaphic, and topographic variables were used and 100 distribution models for current and future scenarios were generated using the Maxent software. The best model had an area under the curve (AUC) of 0.88 and 0.93 for model training and validation, respectively, a partial ROC of 1.94, and a significant Z test (p<0.01). The current estimated suitable area of Pinus greggii in Mexico was 617,706.04 ha. The most relevant environmental variables for current distribution were annual mean temperature , mean temperature of coldest quarter, and slope. For the 2041-2060 models, annual mean temperature, precipitation of coldest quarter, and slope were the most important drivers. The use of climatic models allowed to predict a future decrease in suitable habitat for the species by 2041-2060, ranging from 48,403.85 (7.8%-HadGEM2-ES RCP 8.5 model) to 134,680.17 ha (21.8%-CNRM-CM5 RCP 4.5). Spatial modeling of current and future ecological niche of Pinus greggii also allowed to delineate two zones for in situ conservation and restoration purpose in northeastern (Nuevo Leon) and central (Hidalgo) Mexico.
Sensibilidad climática en anchuras de anillos de crecimiento de Pinus hartwegii: una especie alpina mexicana con potencial dendroclimático, 2020
Resumen Este estudio analizó la respuesta climática, potencial dendrocronológico e influencia de ... more Resumen Este estudio analizó la respuesta climática, potencial dendrocronológico e influencia de fenómenos océano-atmosféricos en anillos de crecimiento de Pinus hartwegii Lindl. en 3 sitios de la Faja Volcánica Transmexicana. Se recolectaron de 36 a 40 núcleos de crecimiento por sitio. Las muestras se analizaron y fecharon mediante técnicas dendrocronológicas. La anchura de anillo total se midió en un micrómetro. La verificación del fechado se efectuó mediante análisis de correlación. Se descargaron los registros de estaciones meteorológicas cercanas a los sitios de estudio de la base de datos CLICOM, se identificaron periodos de respuesta clima-crecimiento radial y se realizaron correlaciones entre las cronologías de ARSTAN y los índices de ENOS, ODP y OMA, con el fin evaluar la influencia de dichos fenómenos en el crecimiento radial. El análisis de los parámetros dendrocronológicos indicó un potencial dendrocronológico de P. hartwegii de intermedio a alto. La sensibilidad climática mayor de la especie se registró en el Nevado de Colima. La precipitación invierno-primavera fue la variable que influyó más sobre el crecimiento, mientras que la temperatura máxima promedio afectó negativamente el crecimiento. ENOS y OMA no influyeron el crecimiento. Sin embargo, en el Nevado de Colima, ODP influyó positiva y significativamente en el crecimiento. Abstract This study analyzed the climatic response, dendrochronological potential, and influence of oceanic-atmospheric phenomena in tree-rings of Pinus hartwegii Lindl. in 3 sites in the Trans-Mexican Volcanic Belt. From 36 to 40 growth
Revista Mexicana de Biodiversidad, 2020
Este estudio analizó la respuesta climática, potencial dendrocronológico e influencia de fenómeno... more Este estudio analizó la respuesta climática, potencial dendrocronológico e influencia de fenómenos océano-atmosféricos en anillos de crecimiento de Pinus hartwegii Lindl. en tres sitios de la Faja Volcánica Transmexicana. Se colectaron de 36 a 40 núcleos de crecimiento por sitio. Las muestras se analizaron y fecharon mediante técnicas dendrocronológicas. La anchura de anillo total se midió en un micrómetro. La verificación del fechado se efectuó mediante análisis de correlación. Se descargaron los registros de estaciones meteorológicas cercanas a los sitios de estudio de la base de datos CLICOM, se identificaron periodos de respuesta clima-crecimiento radial y se realizaron correlaciones entre las cronologías de ARSTAN y los índices de ENOS, ODP y OMA, con el fin evaluar la influencia de dichos fenómenos en el crecimiento radial. El análisis de los parámetros dendrocronológicos indicaron un potencial dendrocronológico de P. hartwegii de intermedio a alto. La sensibilidad climática mayor de la especie se registró en el Nevado de Colima. La precipitación invierno-primavera fue la variable que influyó más sobre el crecimiento, mientras que la temperatura máxima promedio afectó negativamente el crecimiento. ENOS y OMA no influyeron el crecimiento. Sin embargo, en el Nevado de Colima, ODP influyó positiva y significativamente en el crecimiento.
Distribución actual y futura del bosque subalpino de Pinus hartwegii Lindl en el Eje Neovolcánico Transversal, 2019
Resumen De acuerdo con las proyecciones del clima a futuro, muchas especies verían reducidas sus ... more Resumen De acuerdo con las proyecciones del clima a futuro, muchas especies verían reducidas sus áreas de distribución, principalmente, aquellas que habitan en zonas templadas y frías. El objetivo principal del presente fue modelar la distribución actual y bajo escenarios de cambio climático del bosque subalpino de Pinus hartwegii Lindl para 2041-2060 en el Eje Neovolcánico Transversal. Se obtuvieron los registros de Pinus hartwegii Lindl de la plataforma GBIF y campo. Se descargaron las 19 variables bioclimáticas WorldClim para el presente y futuro de los modelos de circulación global CRNMCM5 y HADGEM2_ES con dos forzamientos radiactivos de 4.5 (trayectorias de CO2 constantes) y 8.5 (trayectorias de CO2 altas). Se eliminó la autocorrelación espacial de las variables. Se cargaron las variables y los registros de presencia al programa MaxEnt, utilizando 75% de los datos para entrenar los modelos y 25% para validarlos. Se transfirieron los parámetros del mejor modelo para generar los modelos a futuro. Los modelos presentaron un excelente ajuste estadístico (pruebas de entrenamiento y validación > 0.9) para ambos periodos. Las variables determinantes de ambos periodos analizados fueron temperatura promedio anual (BIO1) y altitud (DEM). Los
![Research paper thumbnail of Modelado espacial histórico y actual del oyamel (Abies religiosa [Kunth] Schltdl. & Cham.) en la Faja Volcánica Transmexicana](https://attachments.academia-assets.com/58888275/thumbnails/1.jpg)
Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente, 2019
Introduction: Climatic conditions in the Trans-Mexican Volcanic Belt during the middle Holocene
w... more Introduction: Climatic conditions in the Trans-Mexican Volcanic Belt during the middle Holocene
were different from today’s conditions, which may have an effect on the historical distribution
areas of the sacred fir (Abies religiosa [Kunth] Schltdl. & Cham.).
Objective: To determine whether the environmental requirements that delimit the current
distribution of the sacred fir in the Trans-Mexican Volcanic Belt have changed since 6,000 years ago.
Materials and methods: A. religiosa records were obtained from the Niche Toolbox platform. The
WorldClim version 2.0 variables for the current (1970-2000) and middle Holocene (CNRMCM5 and
MIROC_ESM models) periods were downloaded. The distribution models were generated in MaxEnt
using 75 % of the data for training and 25 % for validation. The most important variables of each
period were determined with the Jackknife test.
Results and discussion: The estimated sacred fir areas were similar in both periods.
Approximately 86.5 % of the sacred fir distribution is found in protected natural areas of the
zone. The limiting environmental variables of its distribution are: elevation, annual precipitation,
summer precipitation, annual mean temperature and diurnal temperature oscillation. Nevado de
Toluca and Mexico City had larger sacred fir areas (+2 658.4 ha and +20 129.7 ha, respectively)
during the Middle Holocene. Annual precipitation was 80 to 224 mm higher than the current level
and the temperature was 1 °C colder.
Conclusion: The most important environmental variables for sacred fir distribution are similar to
those reported in the literature, indicating similarity between the current and historical ecological
niche of A. religiosa.
Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente, 2019
+52 (997) 111 5223 Highlights: • Elevation, precipitation and temperature have been the limiting ... more +52 (997) 111 5223 Highlights: • Elevation, precipitation and temperature have been the limiting factors in the distribution of the sacred fir. • The sacred fir's ecological niche has remained stable for 6,000 years. • Annual precipitation was 80 to 224 mm higher than today's level and the temperature was 1 °C colder. • The estimated sacred fir areas were similar in the current and middle Holocene periods. Abstract Introduction: Climatic conditions in the Trans-Mexican Volcanic Belt during the middle
Acta Botánica Mexicana, 2019
Abstract:
Background and Aims: Ecological niche models have been used to understand how species c... more Abstract:
Background and Aims: Ecological niche models have been used to understand how species can change or
persist in an environmental and geographical space over time. The aims of the study were i) to model the
ecological niche of Pinus montezumae and Pinus pseudostrobus in Mexico, ii) to evaluate and compare the
similarity and equivalence of niche suitability between the distribution areas of both species, and iii) to
propose potential geographic zones for the delimitation of seed-producing and conservation areas for each
species.
Methods: We used geographical data on distribution of species and climatic, topographic, elevation and soil
data as environmental predictors, which were modeled based on the Maximum Entropy algorithm. The
parameters of similarity (I) and equivalence (D) were estimated to know the degree of overlap of the niche of
the species. For the selection of seed areas, environmental data were used that defined the distribution of each
species and dasometrics of the National Forest and Soil Inventory (INFyS).
Key results: The models show that the two species have similar areas of high suitability, distributed in the
Trans-Mexican Volcanic Belt and the Sierra Madre del Sur. The highest contribution to the models for Pinus
pseudostrobus were the variables average annual temperature (41.3%) and total annual rainfall (14.3%),
whereas the soil (31.1%) and altitude (29%) were determinants in P. montezumae. The niche overlap analysis
indicates that the observed value of equivalence (D=0.430) is less than the similarity value (I=0.610),
suggesting that the species have a similar niche but that this is not equivalent, which could be in the process
of diversification.
Conclusions: The suitability of the ecological niche is similar for the two pine species, but it is not
equivalent as they present differential environmental variables. These results have implications for the
selection of potential areas for seed production and conservation of each species.
Key words: distribution models, niche divergence, niche overlap, pine forests, suitability areas.
Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 2018
Due to climate change, precipitation and temperature patterns will cause significant changes in t... more Due to climate change, precipitation and temperature patterns will cause significant changes in the ecosystems of the world. The tool used to simulate future climate is the Global Circulation Models (GCM), which are used to generate future climate scenarios. The objective of this study was to estimate climate scenarios for 2045-2069 for the Pico de Orizaba natural protected areas (ANP), Nevado de Toluca and Volcán Nevado de Colima. The monthly climatic layers at 1 km 2 were used for the present and future of the CRNMCM5 and GDFL_CM3 MCG with a radioactive forcing (RCP) of 4.5 (constant CO 2 emissions) and 8.5 (increasing CO 2 emissions). The layers were trimmed to the size of the ANP, and the scale was adjusted from 1 km 2 to 30 m. The current and future climate was estimated and the differences between the two were calculated. Various climate change scenarios were generated. Results for 2045-2069 indicate a decrease in precipitation between 18 and 52 mm for Pico de Orizaba, 61 to 99 mm for Nevado de Toluca and 27 to 38 mm for Volcán Nevado de Colima; increase in average annual temperature of 1.32 °C to 1.67 °C (Pico de Orizaba), 1.30 °C to 1.76 °C (Nevado de Toluca) and 0.91 °C to 1 °C (Volcán Nevado de Colima). Changes in temperature and precipitation could lead to more frequent forest fires, increased incidence of forest pests and reduced reload of aquifers. Resumen: Debido al cambio climático, los patrones de precipitación y temperatura ocasionarían cambios importantes en los ecosistemas del mundo. Los Modelos de Circulación Global (MCG) se utilizan para simular el clima a futuro y con ello se generan escenarios climáticos. El objetivo del presente trabajo consistió en estimar escenarios climáticos para 2045-2069 para las áreas naturales protegidas (ANP) Pico de Orizaba, Nevado de Toluca y Volcán Nevado de Colima. Se emplearon las capas climáticas mensuales a 1 km 2 para el presente y futuro de los MCG CRNMCM5 y GDFL_CM3 con un forzamiento radiactivo (RCP) 4.5 (emisiones de CO 2 constantes) y 8.5 (emisiones de CO 2 en aumento). Se recortaron las capas al tamaño de las ANP, y se ajustó la escala de 1 km 2 a 30 m. Se generaron diversos escenarios de cambio climático. Los resultados para el periodo 2045-2069 indican una disminución en la precipitación pluvial entre 18 y 52 mm para el Pico de Orizaba, de 61 a 99 mm para el Nevado de Toluca y de 27 a 38 mm para el Volcán Nevado de Colima; un aumento en la temperatura media anual de 1.32 °C a 1.67 °C en el Pico de Orizaba, de 1.30 °C a 1.76 °C en el Nevado de Toluca y de 0.91 °C a 1 °C en el Nevado de Colima. Los cambios en ambas variables pueden propiciar incendios forestales más frecuentes, mayor incidencia de plagas forestales y menor recarga de los mantos acuíferos. Palabras clave: Análisis climático, aumento en temperatura, ecosistemas forestales, escenarios a futuro, MCG, SIG.
Las coníferas representan un grupo de plantas conocidas en el mundo como pinos, abetos y cedros. ... more Las coníferas representan un grupo de plantas conocidas en el mundo como pinos, abetos y cedros. Las especies de este orden se distribuyen principalmente en zonas altas, húmedas, frías y templadas del mundo. Estas especies han sido clasificadas de acuerdo con sus características morfológicas como el largo y el ancho de los conos y las hojas, características que permiten a los botánicos y taxónomos distinguir géneros y especies. Muchos autores coinciden en que México es el país de los pinos, cuya riqueza biológica abarca el 50% de las especies existentes a nivel mundial, siendo la mitad de ellas exclusivas al país.
Resúmenes Primer Congreso Internacional de ANP
Mi dinosaurio es más grande que el tuyo Mi dinosaurio es más grande que el tuyo Mi dinosaurio es ... more Mi dinosaurio es más grande que el tuyo Mi dinosaurio es más grande que el tuyo Mi dinosaurio es más grande que el tuyo Maguey chino un recurso natural sobre explotado Maguey chino un recurso natural sobre explotado y al borde de la extinción en Michoacán y al borde de la extinción en Michoacán Maguey chino un recurso natural sobre explotado y al borde de la extinción en Michoacán Lo que los árboles nos cuentan Lo que los árboles nos cuentan Lo que los árboles nos cuentan Cristalografía: Cien años en la era moderna Cristalografía: Cien años en la era moderna Cristalografía: Cien años en la era moderna Proyecciones del interior: las matemáticas Proyecciones del interior: las matemáticas detrás de las imágenes médicas detrás de las imágenes médicas Proyecciones del interior: las matemáticas detrás de las imágenes médicas LA CIENCIA EN POCAS PALABRAS
Pinus culminicola Andresen y Beaman es una especie de pino piñonero arbustivo, raro, catalogada e... more Pinus culminicola Andresen y Beaman es una especie de pino piñonero arbustivo, raro, catalogada en peligro de extinción y endémico de México. Se han reportado tres poblaciones (Cerro del Coahuilón, Cerro del Potosí y Sierra la Martha-El Morro) distribuidas en los estados de Coahuila y Nuevo León en pequeños parches aislados a más de 3000 msnm. Pinus culminicola es una especie de pino piñonero que crece en ambientes alpinos y subalpinos, por lo que la convierte en una especie susceptible a los efectos del cambio climático. A lo largo de la historia, se ha observado cambios drásticos en sus poblaciones, principalmente por el efecto de los incendios, factor detonante en la reducción de sus poblaciones. En la actualidad, es necesario implementar acciones para la conservación y supervivencia de esta especie de pino.
Thesis Chapters by Ulises Manzanilla-Quiñones
Tesis Doctoral, 2019
En el presente estudio se describe la investigación original efectuada para la especie Pinus hart... more En el presente estudio se describe la investigación original efectuada para la especie Pinus hartwegii Lindley (pino de las alturas) en las áreas naturales protegidas Pico de Orizaba, Nevado de Toluca y Volcán Nevado de Colima dentro del Eje Neovolcánico Transmexicano. La culminación de dicha investigación fue dividida en cuatro capítulos, los cuales se mencionan y describen a continuación; capítulo uno respuesta climática y atmosférica de P. hartwegii en sitios bajo condiciones ambientales análogas. Se obtuvieron con ayuda de un taladro de Pressler 112 núcleos de crecimiento provientes de 56 árboles de P. hartwegii. Las muestras fueron prefechadas mediante tecnicas dendrocronológicas tradicionales y medidas en un equipo Velmex. Se generaron índices de crecimiento, los cuales fueron correlacionados con los valores mensuales de precipitación y temperatura de las estaciones meteorológicas cercanas a los sitios de estudio. Se generaron modelos lineales los cuales ayudaron a reconstruir la precipitación y temperatura de los sitios de estudio. Se realizaron analisis de coherencia de ondeleta con el objetivo de evaluar los periodos de influencia de El Niño Osicilacion del Sur (ENOS), Oscilación Multidecadal del Atlántico (AMO) y Oscilación Decadal del Pacífico (PDO) con la precipitación reconstruida de los sitios. Se aplicaron pruebas de tendencias de cambio climático a las variables climáticas de respuesta reconstruidas.
Capítulo dos estimación de volumen, biomasa, carbono y CO2 almacenado en los ejemplares de P. hartwegii. Se midió altura total con un clinómetro suunto y diámetro a 1.30 m con una cinta métrica. Posteriormente, aplicando la ecuación alométrica generada para la especie y región de estudio, se estimó el volumen fustal de los árboles. Utilizando el valor de densidad básica de la madera reportada para la especie se estimó la biomasa aérea en toneladas por árbol. Para calcular el carbono (C) y bióxido de carbono (CO2) almacenado, se multiplicó el valor de la biomasa aérea por el contenido de carbono reportado para la especie y para el CO2, se realizó la conversión C-CO2.
Capitulo tres estimación entre el clima actual y futuro en las tres áreas naturales protegidas (ANP) estudiadas. Se descargaron las capas climáticas mensuales
ii
actuales y futuras generadas para México por la UNAM. Las 12 capas climáticas actuales y futuras se promediaron para calcular el valor climático anual de precipitación y temperatura media. Posteriormente, se recortaron dichas capas al tamaño de las ANP. Se estimó el clima actual y futuro para la superficie total de cada área natural protegida y se calcularon las diferencias entre el clima actual y futuro (2050) para cada ANP.
Capítulo cuatro distribución actual y escenarios de cambio climático a futuro (2050) para el nicho ecológico subalpino de P.hartwegii en el Eje Neovolcánico Transversal. Se obtuvieron los registros de presencia para la especie en la plataforma Niche Toolbox de CONABIO y en campo. Se descargaron las 19 variables bioclimáticas de WorldClim ver. 2.0 para el periodo actual y futuro de los Modelos de Circulación Global CRNMCM5 y HADGEM2_ES con dos forzamientos radiactivos (RCP) de 4.5 (trayectorias de CO2 constantes) y 8.5 (trayectorias de CO2 altas), altitud (DEM; Modelo Digital de Elevación), pendiente (%), tipo de suelo y vegetación (serie V de INEGI). Todas las variables fueron homogenizadas a formato ASCII con una resolución espacial de 1 km2. Se utilizaron los registros de presencia de la especie en formato csv y las variables ambientales en ASCII para generar los modelos actuales y futuros en MaxEnt.
Palabras clave: Almacén de carbono, anillos de crecimiento, aumento en temperatura, biomasa forestal, bosque subalpino, ENOS y escenarios de cambio climático
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Papers by Ulises Manzanilla-Quiñones
Key words: Urban areas, environmental quality, urban geography, geographic information systems, urban vegetation.
increase trend in annual temperature average from 0.34 to 0.82 C for 1960-2015. The climate scenarios projected that the RBPC would be warmer, drier, and flooded by a sea-level increase from 13 to 33 cm, which would lead to the development of a coastal delta, covering 49.3 to 49.5% of the RBPC during 2045-2099. According to the climatic analyses, the RBPC would show a high climatic exposure in its biological
and ecological systems. According to climate analyses, the RBPC would be a highly exposed area to the effects of climate change and sea-level increase. The latter would affect important biogeochemical changes to the freshwater bodies of the area.
Key words: Climate change, protected natural area, sea level rise, spatial analysis, temperature increase.
were different from today’s conditions, which may have an effect on the historical distribution
areas of the sacred fir (Abies religiosa [Kunth] Schltdl. & Cham.).
Objective: To determine whether the environmental requirements that delimit the current
distribution of the sacred fir in the Trans-Mexican Volcanic Belt have changed since 6,000 years ago.
Materials and methods: A. religiosa records were obtained from the Niche Toolbox platform. The
WorldClim version 2.0 variables for the current (1970-2000) and middle Holocene (CNRMCM5 and
MIROC_ESM models) periods were downloaded. The distribution models were generated in MaxEnt
using 75 % of the data for training and 25 % for validation. The most important variables of each
period were determined with the Jackknife test.
Results and discussion: The estimated sacred fir areas were similar in both periods.
Approximately 86.5 % of the sacred fir distribution is found in protected natural areas of the
zone. The limiting environmental variables of its distribution are: elevation, annual precipitation,
summer precipitation, annual mean temperature and diurnal temperature oscillation. Nevado de
Toluca and Mexico City had larger sacred fir areas (+2 658.4 ha and +20 129.7 ha, respectively)
during the Middle Holocene. Annual precipitation was 80 to 224 mm higher than the current level
and the temperature was 1 °C colder.
Conclusion: The most important environmental variables for sacred fir distribution are similar to
those reported in the literature, indicating similarity between the current and historical ecological
niche of A. religiosa.
Background and Aims: Ecological niche models have been used to understand how species can change or
persist in an environmental and geographical space over time. The aims of the study were i) to model the
ecological niche of Pinus montezumae and Pinus pseudostrobus in Mexico, ii) to evaluate and compare the
similarity and equivalence of niche suitability between the distribution areas of both species, and iii) to
propose potential geographic zones for the delimitation of seed-producing and conservation areas for each
species.
Methods: We used geographical data on distribution of species and climatic, topographic, elevation and soil
data as environmental predictors, which were modeled based on the Maximum Entropy algorithm. The
parameters of similarity (I) and equivalence (D) were estimated to know the degree of overlap of the niche of
the species. For the selection of seed areas, environmental data were used that defined the distribution of each
species and dasometrics of the National Forest and Soil Inventory (INFyS).
Key results: The models show that the two species have similar areas of high suitability, distributed in the
Trans-Mexican Volcanic Belt and the Sierra Madre del Sur. The highest contribution to the models for Pinus
pseudostrobus were the variables average annual temperature (41.3%) and total annual rainfall (14.3%),
whereas the soil (31.1%) and altitude (29%) were determinants in P. montezumae. The niche overlap analysis
indicates that the observed value of equivalence (D=0.430) is less than the similarity value (I=0.610),
suggesting that the species have a similar niche but that this is not equivalent, which could be in the process
of diversification.
Conclusions: The suitability of the ecological niche is similar for the two pine species, but it is not
equivalent as they present differential environmental variables. These results have implications for the
selection of potential areas for seed production and conservation of each species.
Key words: distribution models, niche divergence, niche overlap, pine forests, suitability areas.
Thesis Chapters by Ulises Manzanilla-Quiñones
Capítulo dos estimación de volumen, biomasa, carbono y CO2 almacenado en los ejemplares de P. hartwegii. Se midió altura total con un clinómetro suunto y diámetro a 1.30 m con una cinta métrica. Posteriormente, aplicando la ecuación alométrica generada para la especie y región de estudio, se estimó el volumen fustal de los árboles. Utilizando el valor de densidad básica de la madera reportada para la especie se estimó la biomasa aérea en toneladas por árbol. Para calcular el carbono (C) y bióxido de carbono (CO2) almacenado, se multiplicó el valor de la biomasa aérea por el contenido de carbono reportado para la especie y para el CO2, se realizó la conversión C-CO2.
Capitulo tres estimación entre el clima actual y futuro en las tres áreas naturales protegidas (ANP) estudiadas. Se descargaron las capas climáticas mensuales
ii
actuales y futuras generadas para México por la UNAM. Las 12 capas climáticas actuales y futuras se promediaron para calcular el valor climático anual de precipitación y temperatura media. Posteriormente, se recortaron dichas capas al tamaño de las ANP. Se estimó el clima actual y futuro para la superficie total de cada área natural protegida y se calcularon las diferencias entre el clima actual y futuro (2050) para cada ANP.
Capítulo cuatro distribución actual y escenarios de cambio climático a futuro (2050) para el nicho ecológico subalpino de P.hartwegii en el Eje Neovolcánico Transversal. Se obtuvieron los registros de presencia para la especie en la plataforma Niche Toolbox de CONABIO y en campo. Se descargaron las 19 variables bioclimáticas de WorldClim ver. 2.0 para el periodo actual y futuro de los Modelos de Circulación Global CRNMCM5 y HADGEM2_ES con dos forzamientos radiactivos (RCP) de 4.5 (trayectorias de CO2 constantes) y 8.5 (trayectorias de CO2 altas), altitud (DEM; Modelo Digital de Elevación), pendiente (%), tipo de suelo y vegetación (serie V de INEGI). Todas las variables fueron homogenizadas a formato ASCII con una resolución espacial de 1 km2. Se utilizaron los registros de presencia de la especie en formato csv y las variables ambientales en ASCII para generar los modelos actuales y futuros en MaxEnt.
Palabras clave: Almacén de carbono, anillos de crecimiento, aumento en temperatura, biomasa forestal, bosque subalpino, ENOS y escenarios de cambio climático
Key words: Urban areas, environmental quality, urban geography, geographic information systems, urban vegetation.
increase trend in annual temperature average from 0.34 to 0.82 C for 1960-2015. The climate scenarios projected that the RBPC would be warmer, drier, and flooded by a sea-level increase from 13 to 33 cm, which would lead to the development of a coastal delta, covering 49.3 to 49.5% of the RBPC during 2045-2099. According to the climatic analyses, the RBPC would show a high climatic exposure in its biological
and ecological systems. According to climate analyses, the RBPC would be a highly exposed area to the effects of climate change and sea-level increase. The latter would affect important biogeochemical changes to the freshwater bodies of the area.
Key words: Climate change, protected natural area, sea level rise, spatial analysis, temperature increase.
were different from today’s conditions, which may have an effect on the historical distribution
areas of the sacred fir (Abies religiosa [Kunth] Schltdl. & Cham.).
Objective: To determine whether the environmental requirements that delimit the current
distribution of the sacred fir in the Trans-Mexican Volcanic Belt have changed since 6,000 years ago.
Materials and methods: A. religiosa records were obtained from the Niche Toolbox platform. The
WorldClim version 2.0 variables for the current (1970-2000) and middle Holocene (CNRMCM5 and
MIROC_ESM models) periods were downloaded. The distribution models were generated in MaxEnt
using 75 % of the data for training and 25 % for validation. The most important variables of each
period were determined with the Jackknife test.
Results and discussion: The estimated sacred fir areas were similar in both periods.
Approximately 86.5 % of the sacred fir distribution is found in protected natural areas of the
zone. The limiting environmental variables of its distribution are: elevation, annual precipitation,
summer precipitation, annual mean temperature and diurnal temperature oscillation. Nevado de
Toluca and Mexico City had larger sacred fir areas (+2 658.4 ha and +20 129.7 ha, respectively)
during the Middle Holocene. Annual precipitation was 80 to 224 mm higher than the current level
and the temperature was 1 °C colder.
Conclusion: The most important environmental variables for sacred fir distribution are similar to
those reported in the literature, indicating similarity between the current and historical ecological
niche of A. religiosa.
Background and Aims: Ecological niche models have been used to understand how species can change or
persist in an environmental and geographical space over time. The aims of the study were i) to model the
ecological niche of Pinus montezumae and Pinus pseudostrobus in Mexico, ii) to evaluate and compare the
similarity and equivalence of niche suitability between the distribution areas of both species, and iii) to
propose potential geographic zones for the delimitation of seed-producing and conservation areas for each
species.
Methods: We used geographical data on distribution of species and climatic, topographic, elevation and soil
data as environmental predictors, which were modeled based on the Maximum Entropy algorithm. The
parameters of similarity (I) and equivalence (D) were estimated to know the degree of overlap of the niche of
the species. For the selection of seed areas, environmental data were used that defined the distribution of each
species and dasometrics of the National Forest and Soil Inventory (INFyS).
Key results: The models show that the two species have similar areas of high suitability, distributed in the
Trans-Mexican Volcanic Belt and the Sierra Madre del Sur. The highest contribution to the models for Pinus
pseudostrobus were the variables average annual temperature (41.3%) and total annual rainfall (14.3%),
whereas the soil (31.1%) and altitude (29%) were determinants in P. montezumae. The niche overlap analysis
indicates that the observed value of equivalence (D=0.430) is less than the similarity value (I=0.610),
suggesting that the species have a similar niche but that this is not equivalent, which could be in the process
of diversification.
Conclusions: The suitability of the ecological niche is similar for the two pine species, but it is not
equivalent as they present differential environmental variables. These results have implications for the
selection of potential areas for seed production and conservation of each species.
Key words: distribution models, niche divergence, niche overlap, pine forests, suitability areas.
Capítulo dos estimación de volumen, biomasa, carbono y CO2 almacenado en los ejemplares de P. hartwegii. Se midió altura total con un clinómetro suunto y diámetro a 1.30 m con una cinta métrica. Posteriormente, aplicando la ecuación alométrica generada para la especie y región de estudio, se estimó el volumen fustal de los árboles. Utilizando el valor de densidad básica de la madera reportada para la especie se estimó la biomasa aérea en toneladas por árbol. Para calcular el carbono (C) y bióxido de carbono (CO2) almacenado, se multiplicó el valor de la biomasa aérea por el contenido de carbono reportado para la especie y para el CO2, se realizó la conversión C-CO2.
Capitulo tres estimación entre el clima actual y futuro en las tres áreas naturales protegidas (ANP) estudiadas. Se descargaron las capas climáticas mensuales
ii
actuales y futuras generadas para México por la UNAM. Las 12 capas climáticas actuales y futuras se promediaron para calcular el valor climático anual de precipitación y temperatura media. Posteriormente, se recortaron dichas capas al tamaño de las ANP. Se estimó el clima actual y futuro para la superficie total de cada área natural protegida y se calcularon las diferencias entre el clima actual y futuro (2050) para cada ANP.
Capítulo cuatro distribución actual y escenarios de cambio climático a futuro (2050) para el nicho ecológico subalpino de P.hartwegii en el Eje Neovolcánico Transversal. Se obtuvieron los registros de presencia para la especie en la plataforma Niche Toolbox de CONABIO y en campo. Se descargaron las 19 variables bioclimáticas de WorldClim ver. 2.0 para el periodo actual y futuro de los Modelos de Circulación Global CRNMCM5 y HADGEM2_ES con dos forzamientos radiactivos (RCP) de 4.5 (trayectorias de CO2 constantes) y 8.5 (trayectorias de CO2 altas), altitud (DEM; Modelo Digital de Elevación), pendiente (%), tipo de suelo y vegetación (serie V de INEGI). Todas las variables fueron homogenizadas a formato ASCII con una resolución espacial de 1 km2. Se utilizaron los registros de presencia de la especie en formato csv y las variables ambientales en ASCII para generar los modelos actuales y futuros en MaxEnt.
Palabras clave: Almacén de carbono, anillos de crecimiento, aumento en temperatura, biomasa forestal, bosque subalpino, ENOS y escenarios de cambio climático
En el Capítulo 1, se trata acerca del análisis climático de estaciones meteorológicas dentro del área de estudio, para ello, se descargaron, analizaron, depuraron y reconstruyeron los registros de precipitación y temperatura de 34 estaciones meteorológicas mediante un análisis de regresión lineal simple con valor mínimo de R2 de 0.56 y medias móviles de orden (n=5). A los datos de precipitación y temperatura de 10 estaciones meteorológicas cercanas a los sitios de muestreo dendrocronológico, se les efectuaron análisis de series de tiempo y de tendencias con ayuda del programa MOCLIC. Dicho análisis permitió identificar las anomalías relacionadas a periodos húmedos y secos productos del efecto del fenómeno ENSO.
En el Capítulo 2, se trata sobre del análisis dendrocronológico con un total de 59 muestras dentro del Eje Neovolcánico Transmexicano a los cuales se midieron con ayuda de programas de análisis espacial y se analizaron en los programas dendrocronológicos COFECHA y ARSTAN. Los valores de intercorrelación obtenidos fueron mayores a 0.328 y se generaron índices de ancho de anillo (IAA) con ayuda del programa ARSTAN. Se crearon 244 capas climáticas a partir de los valores climáticos anuales obtenidos mediante distancia inversa ponderada de 34 estaciones. Se realizó una prueba de Mann-Kendall a toda la zona de estudio, que indicó las tendencias de precipitación y temperatura. Se asociaron periodos de baja precipitación y aumento en la temperatura media al efecto de “El Niño”. Los periodos de alta precipitación y descenso de la temperatura media están asociados al efecto “La Niña”.