El vórtice polar de 2013 y 2014 trajo el invierno más frío que muchas partes del Medio Oeste habían experimentado en décadas. En el condado de Dane, Wisconsin, era el más frío que había estado en 35 años.

Por coincidencia, ese mismo invierno, Christopher Latimer, estudiante de posgrado de la Universidad de Wisconsin-Madison, estaba recopilando datos en fragmentos de bosques y arboledas en todo el condado. Quería saber si estas "islas" forestales creaban sus propios climas únicos (microclimas) y qué podría significar eso para las aves que hibernan como el carbonero de cabeza negra.

En un estudio reciente en la revista Ecografia , Latimer y su coautor y asesor, Ben Zuckerberg, profesor de ecología de la vida silvestre y los bosques de UW-Madison, muestran que estos refugios forestales pueden significar la diferencia entre la vida y la muerte para los carboneros y sus parientes de pájaros cantores que hibernan.

"Todas nuestras predicciones sobre el cambio climático, de temperaturas cambiantes a precipitaciones alteradas, jugar sobre diferencias a pequeña escala en el microclima, y pueden ser tan grandes como el clima global, "Dice Zuckerberg.

Por ejemplo, Latimer y Zuckerberg encontraron que la variabilidad del microclima era tan alta dentro del área de estudio de 30 millas, que ellos llaman el "gradiente de fragmentación" en reconocimiento de la naturaleza de mosaico de las áreas boscosas en el condado de Dane, que un pájaro que vive en una parte del área de estudio podría experimentar un clima similar al de Chicago, mientras que otro podría experimentar condiciones más parecidas a las que se encuentran en Minneapolis-Saint Paul, 400 millas al noroeste.

En general, encontraron que los bosques en elevaciones ligeramente más altas, con mas arboles, y los más cercanos a los centros urbanos, proporcionan condiciones más cálidas para las aves que intentan sobrevivir a los gélidos inviernos en el sur de Wisconsin. Esto es importante, Latimer y Zuckerberg dicen:porque los carboneros deben duplicar la cantidad de energía que gastan para mantenerse calientes cuando las temperaturas descienden por debajo de menos 18 grados Celsius o alrededor de cero grados Fahrenheit.

Zuckerberg dice que los resultados del estudio pueden ayudar a los administradores de tierras a priorizar los esfuerzos de conservación que protegen y crean más hábitats boscosos. particularmente a medida que las especies de aves del sur migran hacia el norte en un clima cálido.

Para recopilar datos, Latimer colocó 68 dispositivos que miden y registran tanto la luz como la temperatura en 12 parcelas boscosas en todo el condado de Dane. Colgó los sensores de los árboles, a unos 1,5 metros del suelo, ubicadas al azar en todo el bosque, por lo que estaban a diferentes distancias de los bordes del bosque. Entre diciembre de 2013 y febrero de 2014, los sensores recopilaron datos cada 30 minutos.

Los investigadores de Wisconsin también evaluaron la vegetación dentro de cada arbolado porque la cantidad de luz, y por lo tanto energía en forma de radiación solar, retiene el bosque a través de la vegetación cada día y libera cada noche, podría influir en la temperatura. Estimaron la densidad de los árboles, ancho de árbol medido alrededor de cada sensor, y calculó qué tan lejos estaba cada sensor del borde del bosque. El equipo también midió la elevación relativa del bosque en comparación con un punto justo más allá. el tamaño de cada parche de bosque, y también la distancia al centro urbano más cercano.

Usando imágenes de satélite, Latimer también determinó las características del paisaje que rodea cada arbolado, calcular el porcentaje de tierra agrícola, bosque y superficie impermeable:aceras, estacionamientos, carreteras y otras características de asfalto u hormigón.

"Cuando hablamos de cambio climático, tendemos a pensar en el clima en ausencia de uso de la tierra, ", Dice Latimer." Pero el paisaje influye en la magnitud del efecto climático y puede exacerbarlo o mitigarlo, impactando los refugios espaciales y temporales disponibles para ciertas especies ".

Los investigadores también compararon sus datos con los recopilados en las estaciones meteorológicas locales y los pronosticaron los modelos aceptados. Las estaciones meteorológicas suelen estar ubicadas al aire libre, regiones planas y no captan necesariamente lo que está sucediendo a menor escala en áreas más boscosas.

"Queríamos saber qué tan bien los métodos actuales están capturando las condiciones locales, "dice Latimer." Más de la mitad de la biota terrestre (vida) vive bajo las copas de los bosques, y las estaciones meteorológicas estándar no son buenas para capturar debajo del dosel ".

El estudio reveló que las temperaturas dentro de los fragmentos de bosque eran consistentemente más cálidas de lo que indicaban los modelos climáticos y, por lo tanto, no reflejan microclimas que son biológicamente significativos para algunas especies. Los carboneros podrían experimentar una reducción del 40 por ciento en la supervivencia en meses con cinco o más días por debajo de menos 18 grados Celsius, su umbral de temperatura de energía para la supervivencia. Si bien las estaciones meteorológicas registraron 55 días acumulativos por debajo de esa temperatura durante el período de estudio, los sensores de la isla del bosque midieron solo 32 de esos días.

También se encontró que los fragmentos de bosque más cercanos a los centros urbanos eran más cálidos, probablemente debido al efecto isla de calor urbano. Lleno de hormigón y asfalto, las temperaturas en las ciudades son a menudo más altas que en las no urbanas, contrapartes más vegetadas. Esta, Latimer y Zuckerberg dicen:significa que tener áreas naturales dentro y cerca de las ciudades puede proporcionar "peldaños" para el sur, aves menos adaptadas al frío que sobreviven a los meses de invierno.

Los investigadores se sorprendieron mucho al descubrir que las parcelas arboladas en elevaciones más altas eran más cálidas, que, según dicen, probablemente se deba a un fenómeno llamado acumulación de frío, en el que el aire más frío se deposita en las zonas más bajas.

Un ejemplo de esto Latimer dice:se puede ver a principios de la primavera en los campos de golf. La hierba puede estar pelada pero todavía hay nieve en las trampas de arena porque el aire frío se acumula en la concavidad.

En total, el estudio muestra que los bosques son importantes para las especies que buscan refugio de los climas duros. Bosques fragmentados, sin embargo, son menos efectivos para amortiguar los extremos climáticos, Latimer y Zuckerberg dicen:porque filtran energía de sus bordes a los paisajes circundantes. Esto podría intensificar los costos de energía para los carboneros y otras especies invernantes.

Con los nuevos datos, "los administradores de la tierra pueden monitorear ciertas especies en términos de manejo del microclima, "dice Zuckerberg, "y trabajar para tener menos fragmentación, vegetación diferente, o ubicar refugios o parques en lugares que promuevan la supervivencia de las especies ".