Desarrollo de estimaciones de biodiversidad a nivel nacional y distribución de especies para > 6000 plantas
El cálculo de la diversidad alfa, la composición de la comunidad y las distribuciones de especies proporciona una base importante para comprender los efectos del cambio global sobre impactos como la pérdida de biodiversidad y la disminución de los servicios ecosistémicos. Aquí proporcionamos la estimación más avanzada de la biodiversidad de plantas a nivel nacional en Panamá. Para hacerlo, integramos datos sobre avistamientos de especies (S), datos de encuestas (S) y un kernel de ajuste de sesgo (BaK) basado en información ambiental y de rasgos de especies (modelo de distribución de especies S2BaK). Para explorar la distribución de especies a lo largo de Panamá usando las predicciones de S2BaK, haga clic aqui.
La estrategia más común, utilizando únicamente avistamientos de especies, subestimó las ocurrencias en un 4000% en promedio. Los análisis de la encuesta sola tuvieron un peor rendimiento en los sitios de validación (AUC = 0,81), ya que no pudieron extrapolar a las> 4500 especies ausentes de los registros de la encuesta. Al contrario, el S2BaK superó sustancialmente ambos, con una AUC (AUC = 0.97) más alta, y más del doble del poder explicativo basado en los sitios de validación (desviación explicada = 47%). Además, S2BaK no tenía subestimación sistemática obvia, y podría aplicarse al conjunto más amplio de especies (> 6000). Esto podría decirse que proporciona la estimación más avanzada de la biodiversidad de plantas a nivel nacional en Panamá.
Publications:
Leung, B., Hudgins, E. J., Potapova, A., and Ruiz‐Jaen, M. C. 2019. A new baseline for countrywide α‐diversity and species distributions: illustration using >6,000 plant species in Panama. Ecological Applications. https://doi.org/10.1002/eap.1866
(Equipo: Brian Leung1, Emma Hudgins1, Anna Potapova1, Marie-Carmen Ruiz2 )
Procesos terrestres: modelización de aguas y contaminación por nutrientes a lo largo de Panamá
Creamos capas de referencia para pronosticar el flujo (y la disponibilidad) de agua y la contaminación por nutrientes utilizando el modelo SWAT, calibrado para Panamá, y validado utilizando datos de flujo. Esto se validará aún más utilizando datos de nutrientes recopilados del programa de monitoreo acuático. Hasta ahora, el modelo predice el 80% de la variación en el flujo de agua observado. Esto servirá como base para responder a diversas preguntas, como el efecto del cambio climático y del uso del suelo sobre la disponibilidad de agua y la contaminación. Además, como prueba de concepto, aplicamos el modelo para explorar el efecto de las centrales hidroeléctricas sobre la conservación (del hábitat del manatí).
(Equipo: Brian Leung1, Shriram Varadarajan1, Michel LaPointe1, Andrew Sellers1,3, Hector Guzman3 )
Planificación de escenarios de cómo la ciudad de Panamá crecerá en las próximas décadas
Nos asociamos con Dr. Ariel Espino para proyectar cuantitativamente cómo el desarrollo urbano de la Ciudad de Panamá podría tener efectos en todo el país sobre los elementos biológicos y físicos de los recursos naturales (es decir, un ejemplo de "telecoupling" urbano-rural). Sr. Espino es codirector del equipo encargado de planificar el desarrollo de la ciudad de Panamá, por lo que los resultados de este proyecto serán directamente útiles para las discusiones sobre sostenibilidad.
La Gran Área Metropolitana de Panamá contiene el 50% de la población del país, y se prevé que aumente en un tercio para el año 2050. Los temas clave relevantes sobre los futuros del desarrollo urbano incluyen: densidades a las que podría ocurrir un nuevo crecimiento; porcentaje de crecimiento futuro que consistirá en desarrollo informal (asentamientos ilegales); invasiones de la huella urbana en áreas ambientalmente sensibles; ineficiencias en el transporte que podría generar el nuevo crecimiento, incluidos los aumentos en el uso de automóvil privado; y la contaminación del aire, el suelo y el agua a través del aumento de los desechos sólidos y las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, los efectos de esta masa de personas, sus necesidades, migración y actividades económicas se extenderán más allá de los límites de la Ciudad de Panamá, lo que tendrá implicaciones más amplias para la biodiversidad y los efectos fisicos (por ejemplo, uso de la tierra, contaminación, uso del agua).
El trabajo realizado en el proyecto de crecimiento urbano tendrá una iniciativa paralela en Montreal, Canadá, a través de las Iniciativas de Sistemas de Sostenibilidad de McGill, para comparar y contrastar, buscar generalidades, complementariedad y diferencias sistemáticas entre los diferentes "ecosistemas" urbanos.
(Equipo: Ariel Espino4, Brian Leung1, Andy Gonzalez1, David Waschmuth1, Kevin Mannaugh1 )
Transporte global y tráfico resultante a través del Canal de Panamá
El Canal de Panamá es un importante centro de tránsito para el comercio entre países en las regiones del Pacífico y Atlántico, y también es un componente importante de la economía panameña. Hemos completado un modelo global de tráfico marítimo, vinculándolo con predictores macroeconómicos y pronosticando cambios en el transporte marítimo en las próximas décadas (r2 = 0,87). Hemos recopilado registros históricos del tráfico a través del Canal de Panamáy, al unirlos, podremos pronosticar el cambio en el tráfico a través del Canal y los efectos resultantes sobre el uso del agua y la economía de Panamá.
Publicaciones:
Sardain, A., Sardain, E., & Leung, B. 2019. Global forecasts of shipping traffic and biological invasions to 2050. Nature Sustainability. https://doi.org/10.1038/s41893-019-0245-y. Publicación completa.
(Equipo: Anthony Sardain1, Brian Leung1, Andrew Sellers1,3, Mark Torchin3, Greg Ruiz5)
Iniciando monitoreo de calidad y agua dulce en Panamá
Las actividades humanas como la urbanización, la deforestación y la agricultura industrial generan contaminantes (por ejemplo, nutrientes, sedimentos, metales pesados) que se transportan a las costas a través de los ríos, alterando la calidad del agua y el funcionamiento de los ecosistemas. Por ejemplo, los entornos costeros marinos, como los manglares, los arrecifes de coral y los estuarios, producen beneficios importantes para las poblaciones humanas: sus estructuras físicas reducen la erosión costera y proporcionan hábitat para especies económicamente importantes, y sus atractivos turísticos generan ganancias económicas considerables. Para comprender cómo deben cambiar los ambientes acuáticos y marinos, necesitamos información de referencia sobre los parámetros del río. Estamos llevando a cabo muestreos repetidos en 19 ríos de Panamá para comenzar a construir esa información básica necesaria para medir los cambios futuros en el medioambiente. Además, este monitoreo proporcionará los datos necesarios para validar los modelos científicos tales como los procesos terrestres del PRISM..
(Equipo: Andrew Sellers1,3, Brian Leung1)
Modelando la importancia de los bosques panameños para la conectividad biológica
El incremento de la conectividad biológica se ha convirtido en una estrategia preferida para la protección de la biodiversidad. En efecto, la capacidad de dispersión de especies frente a cambios antropogénicos acelerados representa una herramienta efectiva para la conservación de una amplia gama de especies y procesos ecológicos. Esta metodología tembién nos permite responder efectivamente a diversos tipos de perturbación. Como parte de PRISM buscamos identificar parcelas forestales de alta importancia para la conectividad forestal panameña con el objetivo de proponer áreas prioritarias para la conservación de la conectividad en Panamá. Para hacerlo, modelamos el movimiento de animales entre parcelas de bosque utilizando mapas de variables ambientales y cobertura en finas escalas.
Estamos modelando la conectividad biológica forestal en dos escalas espaciales en Panamá: a escala nacional en colaboración con el Dr. Omar López de SENACYT, y a escala regional para el Distrito de Panamá en asociación con el urbanista Dr. Ariel Espino de la Ciudad de Panamá. Continuaremos trabajando con el Sr. Espino en los próximos meses para incorporar consideraciones de conectividad en la próxima propuesta de zonificación territorial del Distrito de Panamá.
(Equipo: Chloé Debyser1, Andy Gonzalez1, Brian Leung1, Omar Lopez6, Ariel Espino4)
1 McGill University
2 Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO)
3 Smithsonian Tropical Research Institute (STRI)
4 Universidad Católica Santa María la Antigua (USMA)
5 Smithsonian Environmental Research Center (SERC)
6 La Secretaría Nacional de Ciencia tecnología e Innovación (SENACYT)
Proyectos de pequeñas subvenciones
Integrando un sistema de apoyo centrado en datos para la seguridad alimentaria y la salud humana en las zonas rurales de Panamá
Javier S. Galan, Kristine G. Koski, & Marilyn E. Scott
Se han recopilado datos relacionados con la salud humana, la demografía y la seguridad alimentaria en dos regiones de Panamá (Comarca Ngäbe-Bugle, Provincia de Chiriquí; y Santiago, Provincia de Veraguas) a través de varias colaboraciones entre McGill e instituciones locales como SENACYT e INDICASAT. Este proyecto tiene como objetivo recopilar y organizar los datos existentes utilizando estándares de anonimato para entregar una base de datos curada para ser incorporarda como una capa de encuesta de población ende PRISM., Aal mismo tiempo, capacita a los estudiantes panameños en el manejo de bases de datos y otras habilidades relacionadas.
Estimación de flujos de CO2 en un sistema de manglares
Dra. Nathalia Tejedor Flores, Dr. Reinhardt Pinzón, Ing. Ana Franco, & Ing. Jaime González
Este proyecto involucra un estudio empírico detallado de los flujos de CO2 y H2O en los manglares de la Bahía de Panamá, que se combinará con el conocimiento de variables climáticas para producir un modelo computacional que pueda usarse para pronosticar procesos clave como la captura de carbono. También implicará la capacitación de estudiantes e investigadores en metodología de campo y estadística, así como actividades de divulgación para difundir la importancia del ecosistema de manglar amenazado y los servicios que proporciona.
Mapeo del conocimiento etnobotánico indígena
Felipe Pérez Jvostov
Este proyecto se llevará a cabo en colaboración con las comunidades Ngöbe y Emberá, y tiene como objetivo reunir las perspectivas indígenas sobre la biodiversidad y el conocimiento sobre su uso de la flora endémica para producir una enciclopedia etnobotánica que pueda integrarse con las capas de biodiversidad ya presentes en PRISM. Los jóvenes de las dos comunidades indígenas también recibirán capacitación en el uso de GPS y herramientas de mapeo en el proceso de compilación de estas nuevas capas.
La capa botánica marina: poniendo a las algas de Panamá y sus investigadores en el mapa poner en el mapa
Holly Cronin, Dipto Sarkar, Maycol Madrid, & Andrew Sellers
Históricamente, los datos sobre la biodiversidad de algas en Panamá han sido escasos y de difícil acceso. Este proyecto tiene como objetivo identificar y reunir los datos existentes de recolección de herbario en Panamá para generar una base de datos interactiva y accesible y capas de mapas relacionadas con la distribución y diversidad de algas, así como utilizar el análisis espacial de redes sociales para producir un mapa de conocimiento de investigadores de algas que trabajan en Panamá.
Iniciativa de fotografía aérea costera de Panamá
Steve Paton, Osvaldo Jordan
Las costas y los ecosistemas costeros de Panamá enfrentan amenazas que van desde el aumento del nivel del mar provocado por el cambio climático hasta la invasión de especies y la explotación de recursos, con un 53% del área de manglar perdida entre 1969 y 2007. La Iniciativa de Monitoreo de Fotografía Aérea Costera de Panamá (PCAPMI) ha llevado a cabo cuatro misiones de fotografía aérea para documentar el estado de los manglares del país desde 2016. Una quinta misión que va desde la ciudad de Panamá hasta la frontera de Costa Rica en la costa del Pacífico, que cubre regiones de especial interés como Coiba y las islas circundantes en el Golfo de Chiriquí.
Verificación y predicción de las amenazas forestales panameñas utilizando los datos de Global Forest Watch
Proyecto Ecológico Azuero/Azuero Earth Project (AEP), Ruth Metzel
Las amenazas como el fuego y la cosecha han llevado a la percepción de la región de la península de Azuero como una región de alto riesgo para la inversión en reforestación. Este proyecto tiene como objetivo cimentar los datos reales de Global Forest Watch sobre estas amenazas, y ofrecer capas de SIG que las documenten. Al mismo tiempo, desarrollaremos un modelo predictivo para el riesgo futuro de incendios y amenazas de cosecha. Estos resultados y modelos estarán disponibles como capas PRISM y también se compartirán con el Sistema de Información Ambiental del Ministerio de Medio Ambiente de Panamá.
Monitoreo de nutrientes en la descarga de ríos panameños
Andrew J. Sellers, María Gabriela Castrellón
Monitorear y poder pronosticar la carga de nutrientes en los ríos es un aspecto crucial para comprender los procesos del ecosistema y la perturbación antropogénica. Este proyecto forma, parte de la iniciativa de monitoreo de la calidad del agua, e implementará un procedimiento de muestreo para nitratos, fosfatos y amoníaco en sitios donde las variables hidrológicas ya se están monitoreando durante las estaciones húmedas y secas. Los datos de concentración de nutrientes resultantes también se utilizarán para calibrar y validar el modelo hidrológico nacional PRISM, utilizando la herramienta de evaluación de suelos y aguas, así como para construir un modelo integral del río Estibaná en particular.