Title: Holoceno climate, vegetation and human aimpact in the Western Mediterranean inferred from Pyrenean lake records and climate models
Abstract: La presente Tesis Doctoral aborda una detallada reconstruccion paleoclimatica en el Pirineo Central durante el Holoceno a partir del estudio palinologico de dos secuencias lacustre localizadas a diferentes altitudes y que representan dos pisos de vegetacion muy bien diferenciados: en primer lugar, la Basa de la Mora, localizado en el piso subalpino y, en segundo lugar, en el lago de Estana, en piso basal del Pre-Pirineo. Ademas, se ha seleccionado el Holoceno Medio para estudiar la fiabilidad de los modelos climaticos a la hora de reconstruir los climas del pasado en el Mediterraneo, a partir del analisis de la expresion estacional de los climas en las simulaciones del Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5). El estudio multiproxy (polen, sedimentologia, geoquimica, quironomidos y microcarbon) de alta resolucion de la secuencia de la Basa de la Mora (BSM) (42o32? N, 0o19? E, 1914 m s.n.m) muestra una marcada variabilidad ambiental en el Pirineo Central durante el Holoceno. El robusto modelo de edad, basado en 15 dataciones radiocarbonicas, respalda la primera reconstruccion precisa de cambios climaticos rapidos durante el Holoceno en esta area. En el Holoceno temprano se registra una cuenca altamente arbolada, con unos niveles lacustres altos y procesos intensos de run-off en la cuenca favorecio la existencia de comunidad de quironomidos dominados por taxones no lacustres (Orthocladiinae) relacionados con la entrada de arroyos fluviales. Este escenario es coherente con la alta estacionalidad en latitudes medias en el Hemisferio Norte causada por la configuracion de los parametros orbitales durante el Holoceno Temprano, que provocaria un aumento en la acumulacion de nieve en las cumbres pirenaicas durante el invierno asi como unas altas tasas de fusion de la nieve durante el verano. Entre 9.8 y 8.1 cal yr BP, se reconoce una gran inestabilidad climatica debido al registro de profundos cambios en la cubierta vegetal y de una alta fluctuacion en los procesos de erosion en la cuenca. Las variaciones entre coniferas y mesofitos has revelado la ocurrencia de al menos cuatro eventos rapidos y de corta duracion registrados aproximadamente a 9.7, 9.3, 8.8 y 8.3 cal Ka BP. Entre 8.1 y 5.7, durante el Holoceno Medio, un clima mas estable con abundante precipitacion dio lugar a los maximos niveles lacustres, la expansion del bosque de caducifolios, la retirada de las coniferas y la intensificacion de los fuegos. Hacia el 5.7 cal Ka BP un cambio climatico hacia condiciones mas secas contribuyo al declive regional de los arboles caducifolios, la expansion de los pinos y Juniperus y un descenso notable de los niveles del lago. A pesar de las condiciones mas secas, la actividad del fuego se redujo debido a una disminucion de la biomasa disponible. Dos intervalos especialmente aridos tuvieron lugar entre 2.9 y 2.4 cal Ka BP y entre 1.2 y 0.7 cal Ka BP (800-1300 AD). El segundo coincide con la Anomalia Climatica Medieval y en la secuencia BSM se registra como unos de los periodos mas aridos del Holoceno. La actividad antropica es escasa e incluso nula durante la mayor parte del Holoceno, hasta al menos los ultimos 700 anos, cuando se reconocen los primeros signos de deforestacion. La Pequena Edad de Hielo se registra por un aumento de los niveles lacustres y por lun abandono de las actividades humanas debido a las condiciones frias en las cumbres pirenaicas. El registro palinologico del lago de Estana (EST) (670 m s.n.m., 42°02?N, 0°32?E) proporciona la primera reconstruccion Holocena de la vegetacion en piso basal de los Pirineos. La presente Tesis Doctoral presenta una comparacion de la secuencia de Estana con otras secuencias polinicas pirenaicas localizadas en pisos de vegetacion mas altos, permitiendo ilustrar el papel de los cambios en temperatura y precipitacion que dieron lugar a un ajuste vertical de los pisos de vegetacion en los Pirineos durante el Holoceno. Durante el comienzo del Holoceno, una estacionalidad alta y unas condiciones extremadme aridas dieron lugar a un paisaje estepico en Estana, impidiendo las expansion del bosque en altitud. Entre 9.2 y 8.2 cal Ka BP, un aumento de las temperaturas de invierno junto a una mayor disponibilidad hidrica permitieron la expansion de los taxones arboreos, principalmente Corylus, en Estana. Este paisaje dominado por taxones mesofilos sugiere una distribucion uniforme de la precipitacion a lo largo del ano en el piso basal de los Pirineos. Sin embargo, contrasta con un patron de precipitacion con una estacion seca establecido en cotas mas altas del Pirineo, indicando la existencia de un patron hidrologico muy complejo en la region durante este periodo. Entre 8.2 y 6 cal Ka BP, la ocurrencia de inviernos calidos y condiciones muy humedas con una distribucion de la precipitacion uniforme, dio lugar al desarrollo de un bosque de tipo Mediterraneo, formado por Quercus semi-caducifolios, en Estanya y favorecio la expansion en altitud del bosque de caducifolios, el cual pudo establecerse en el piso subalpino. El periodo entre 6 y 4.8 cal Ka BP fue una fase de transicion a nivel regional en el que se empezo a establecer una estacionalidad en la precipitacion caracterizada por la existencia de una estacion arida. Dado el caracter mediterraneo de la vegetacion en Estana, este cambio en el patron de la vegetacion solo afecto a la vegetacion mesofila del piso subalpino. El establecimiento final de unas condiciones aridas en torno al 4.8 cal Ka BP, causo la desaparicion de importantes masas de arboles caducifolios en el area y favorecio la expansion de Quercus semi-caucifolio y perennifolio en Estana y la expansion de Pinus a mayores altitudes. Los primeros signos de actividad antropico en Estana se registran hacia el anos 3.1 cal Ka BP con la ocurrencia de la primera fase de deforestacion y la aparicion de polen de tipo Cerealia. El aumento del manejo del paisaje se produjo en torno al 0.8 cal ka BP debido a la expansion de las actividades agricolas y ganaderas. Ademas, en la presente Tesis Doctoral tambien se ha analizado la expresion estacional de los climas del Mediterraneo y norte de Africa en las simulaciones del Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) para el Holoceno-Medio y el periodo Pre-Industrial. Las observaciones climaticas actuales muestran cuatro tipos distintos de regimenes de precipitacion caracterizados por una distribucion estacional y una cantidad total de precipitacion diferente: una banda ecuatorial, caracterizada por un pico doble en la precipitacion; la zona del Monzon, caracterizada por la concentracion de la lluvia en verano; el desierto, caracterizado por una baja estacionalidad y cantidad total de lluvia; y la zona del Mediterraneo, caracterizado por sequia estival. En las simulaciones para el periodo PreIndustrial, la mayoria de los modelos simulan adecuadamente la posicion de los climas del Mediterraneo y del ecuador pero sobrestiman la extension de la influencia del monzon y subestiman la expansion del desierto. Sin embargo, la mayoria de los modelos fallan a la hora de reproducir la cantidad total de precipitacion en cada zona. En las simulaciones para el Holoceno-Medio, los modelos simulan una reduccion de la precipitacion de invierno en la zona ecuatorial, y una expansion hacia el norte del monzon con un aumento significativo de la precipitacion de verano y otono. La precipitacion aumenta ligeramente en el desierto, principalmente en verano y otono, debido a una expansion hacia el norte del monzon. Por su parte los cambios en el Mediterraneo son muy pequenos, aunque hay un ligero aumento de la precipitacion en primavera consistente con los datos paleoclimaticos que muestran una expansion de los arboles caducifolios y por tanto un aumento de la precipitacion en la estacion de crecimiento durante el Holoceno Medio. La comparacion con las reconstrucciones tambien sugieren que la mayoria de los modelos subestiman los cambios anuales en precipitacion durante el Holoceno Medio en todas las zonas salvo en la banda ecuatorial.
Publication Year: 2014
Publication Date: 2014-05-15
Language: es
Type: article
Access and Citation
Cited By Count: 4
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