Future Climate in the Yellowstone National Park Region and Its Potential Impact on Vegetation. Clima Futuro en la Region del Parque Nacional de Yellowstone y su Potencial Impacto Sobre la Vegetacion

Abstract

Biotic responses to future changes in global climate are difficult to project for a particular region because the responses involve processes that operate at many spatial scales. This difficulty is exacerbated in mountainous regions, where future vegetation changes are often portrayed as simple upward displacements of vegetation zones in response to warming. We examine the scope of future responses that may occur in a mountainous area by illustrating the potential distributions of selected tree taxa in the region of Yellowstone National Park. The output of a coarse-resolution climate model that incorporated a doubling of carbon dioxide concentration in the atmosphere was interpolated onto a 5-minute grid of topographically adjusted climate data. The output was also used as input into statistical relationships between the occurrence of individual taxa and climate. The simulated vegetation changes include a combination of elevational and directional range adjustments. The range of high-elevation species decreases, and some species become regionally extirpated. The new communities have no analogue in the present-day vegetation because they mix low-elevation montane species currently in the region with extralocal species from the northern and central Rocky Mountains and Pacific Northwest. The projected climate changes within the Yellowstone region and the individualism displayed by species in their potential range adjustments are equal or greater than the changes seen in the paleoecologic record during previous warming intervals. Although the results support conservation strategies that include habitat connectivity, the magnitude of the changes may exceed the ability of species to adjust their ranges. The predicted patterns call into question the adequacy of current management objectives to cope with the scope of future changes. Para una región particular es dificil proyectar las respuestas bióticas a cambios futuros en el clima global, debido a que las respuestas involucran procesos que operan en muchas escalas espaciales. Esta dificultad incrementa en regiones montañosas, en las que los cambios futuros en la vegetación a menudo se describen como simples desplazamientos de las zonas de vegetación como respuesta al calentamiento. Examinamos el rango de futuras respuestas que pudieran ocurrir en una zona montañosa en el caso de la potencial distribución de selectos taxa de árboles en la región del Parque Nacional Yellowstone. El resultado de un modelo climático de resolución gruesa que incorporó el doble de la concentración de bióxido de carbono en la atmósfera fue interpolado a una cuadrícula de 5 minutos de datos climáticos ajustados topográficamente. El resultado también fue usado para establecer relaciones estadísticas entre la ocurrencia de taxa individuales y el clima. Los cambios simulados en la vegetación incluyen una combinación de ajustes de rango altitudinal y direccional. El rango de especies de elevaciones altas disminuye, y algunas especies se extinguen regionalmente. Las nuevas comunidades no tienen análogas en la vegetación actual porque mezclan especies montanas de elevación baja actualmente presentes en la región con especies provenientes del norte y centro de las Montañas Rocallosas y del Pacífico Noroccidental. Los cambios climáticos proyectados en la región de Yellowstone y el individualismo mostrado por especies en su potencial rango de ajustes son iguales o mayores que los cambios observados en el registro paleoecológico durante intervalos de calentamiento previos. Aunque los resultados fundamentan estrategias de conservación que incluyen la conectividad de habitas, la magnitud de los cambios puede exceder la habilidad de las especies para ajustar sus rangos. Los patrones predichos cuestionan la eficiencia de los objetivos de manejo actuales para enfrentar los cambios futuros.